Роторно-лопастной двигатель

 

Использование: относится к двигателям внутреннего сгорания и может быть использовано в качестве силовой установки, на автомобилях, моторных лодках и т. д. Сущность изобретения: двигатель содержит размещенные в корпусе рабочий цилиндр с вращающимся внутри него двумя парами лопастей и механизм управления и передачи движения от рабочих элементов к валу мощности, содержащий два рабочих вала, один из которых расположен внутри другого, маховик, состоящий из двух частей, жестко соединенных рейками, два коленвала, шестеренчатую передачу и две пары шатунов, на одном конце первого и второго рабочих валов жестко закреплены по паре лопастей, а на других концах рабочих валов жестко закреплены кривошипы, каждый из которых соединен с двумя шатунами, которые соединены с шейками соответствующих коленвалов, концы которых закреплены подвижно в маховике, на концах коленвалов со стороны вала мощности жестко закреплены две малые шестерни, находящиеся в зацеплении с большой неподвижной шестерней, жестко закрепленной на основании двигателя, а маховик жестко закреплен на валу мощности. 1 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания и может быть использовано в качестве силовой установки на автомобилях, моторных лодках и т. д.

Известен роторно-поршневой двигатель (см. патент Франции N 684605, кл. 46а5, 1930 г.) содержащий корпус, размещенный в нем рабочий цилиндр с вращающимися внутри рабочими элементами в виде двух пар поршней и механизм управления и передачи движения от рабочих элементов к валу мощности. Каждая пара поршней соединена с валом мощности посредством двух колец, двух пальцев, двух шатунов и двух эксцентриков. Двумя концами эксцентрики соединены с двумя малыми шестернями, которые находятся в постоянном зацеплении с большой неподвижной шестерней. Эксцентрики вращаются в теле кривошипа, который в свою очередь жестко соединен с валом мощности. Общими признаками известного двигателя и предлагаемого изобретения являются следующие признаки: корпус, размещенный в нем рабочий цилиндр с вращающимися внутри него двумя парами рабочих элементов и механизм управления и передачи движения от рабочих элементов к валу мощности, содержащий шестеренчатую передачу и шатуны.

В данном двигателе связь между поршнями происходит через шестеренчатую передачу, но так как в зацеплении шестерен есть технологические зазоры, то связь между поршнями ведет к нарушению фаз впуска и выпуска, изменению объемов между поршнями и, соответственно, к неустойчивой работе двигателя, потери мощности и уменьшению срока службы. Кроме этого, во время работы, в момент когда объемы между поршнями минимальные и максимальные, пальцы эксцентриков и шатуны находятся в одной плоскости относительно оси вращения, что ведет к дисбалансу всего двигателя и уменьшению срока службы.

Задачей данного изобретения является разработка надежного, мощного роторно-лопастного двигателя с большим сроком службы. Техническим результатом, который будет получен при осуществлении изобретения является обеспечение строгого соблюдения фаз впуска и выпуска и устранение конструктивного дисбаланса.

Предлагаемый роторно-лопастной двигатель содержит корпус, размещенный в нем рабочий цилиндр, с вращающимися внутри него рабочими элементами, и механизм управления и передачи движения от рабочих элементов к валу мощности, содержащий шестеренчатую передачу и 4 шатуна, а отличается данный двигатель от прототипа тем, что рабочие элементы выполнены в виде двух пар лопастей, в механизм управления и передачи движения введены два рабочих вала, один из которых расположен внутри другого, два коленвала и маховик, состоящий из двух частей, жестко соединенных рейками, при этом на одном конце первого рабочего вала жестко закреплена первая пара лопастей, на другом конце кривошип соединен с двумя шатунами, которые соединены с шейками коленвалов, концы которых закреплены подвижно в маховике на одном конце второго рабочего вала закреплена вторая пара лопастей, на втором его конце жестко закреплен второй кривошип, соединенный со второй парой шатунов, которые соединены с шейками коленвалов, на концах коленвалов со стороны вала мощности жестко закреплены две малые шестерни, находящиеся в зацеплении с большой неподвижной шестерней, маховик жестко закреплен на валу мощности.

Применение в механизме управления и передачи двух коленвалов жестко связало между собой лопасти ротора, обеспечив тем самым, постоянство объемов между лопастями и строгого соблюдения начала фаз впуска и выпуска роторно-лопастного двигателя, а за счет симметричного расположения деталей и узлов достигается конструктивная сбалансированность двигателя, что ведет к увеличению мощности двигателя, устранению вибрации и увеличению срока службы двигателя.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами. На чертеже изображен общий вид роторно-лопастного двигателя с частичным разрезом.

Предлагаемый двигатель содержит две пары лопастей 1 и 2, заключенные в рабочий цилиндр 3 и боковые крышки 4. Лопасть 1 жестко закреплена на валу 5, на другом конце которого жестко закреплен кривошип 6. На концах кривошипа 6 при помощи пальцев 7 закреплены два шатуна 8. Другими концами шатуны 8 соединены с шейками коленвалов 9 и 10. Лопасть 2 жестко закреплена на пустотелом валу 11, на другом конце которого жестко закреплен кривошип 12. На концах кривошипа 12, при помощи пальцев 13, закреплены два шатуна 14, которые другими концами соединены с шейками коленвалов 9 и 10. Коленвалы 9 и 10 подвижно закреплены в теле маховика 15, состоящего из двух половин, которые жестко соединены между собой соединительными планками 16. На концах коленвалов 9 и 10 жестко закреплены две малые шестерни 17, которые находятся в постоянном зацеплении с большой неподвижной шестерней 18, которая жестко закреплена на основании двигателя 19. Маховик 15 жестко закреплен на валу мощности 20. Механизм управления и передачи двигателя закрыт кожухом 21. Рабочий вал 5 проходит внутри пустотелого рабочего вала 11.

Предлагаемый роторно-лопастной двигатель работает следующим образом. В момент, когда объем между лопастями 1 и 2 и рабочим цилиндром 3 минимальный, на запальную свечу подается напряжение и горючая смесь воспламеняется. Под воздействием давления лопасти 1 и 2 начинают вращаться и движение соответственно от них передается на рабочие валы 5 и 11, далее через кривошипы 6 и 12 и шатуны 8 и 14 на коленвалы 9 и 10. Коленвалы 9 и 10 вращают малые шестерни 17 и тем самым приводят в движение маховик 15 и вал мощности 20. Лопасти 1 и 2 вращаются с различными скоростями относительно друг друга и относительно вала мощности 20. Когда направление вращения коленвалов 9 и 10 совпадает с направлением вращения вала мощности 20, то угловая скорость вращения одной лопасти возрастает, а другой лопасти уменьшается. Так как шейки коленвалов смещены на 180^o относительно друг друга, то объемы, заключенные между лопастями, меняются через каждые 90^o поворота вала мощности 20. В процессе работы в каждом из четырех объемов рабочего двигателя за один оборот вала мощности 20 происходит четыре цикла: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.

Формула изобретения

Роторно-лопастной двигатель, содержащий корпус, размещенный в нем рабочий цилиндр с вращающимися внутри него рабочими элементами и механизм управления и передачи движения от рабочих элементов к валу мощности, содержащий шестеренчатую передачу и четыре шатуна, отличающийся тем, что рабочие элементы выполнены в виде двух пар лопастей, а в механизм управления и передачи движения введены два рабочих вала, один из которых расположен внутри другого, два коленвала и маховик, состоящий из двух частей, жестко соединенных рейками, при этом на одном конце первого рабочего вала жестко закреплена первая пара лопастей, а на другом конце этого вала жестко закреплен кривошип, который соединен с двумя шатунами, которые соединены с шейками коленвалов, концы которых закреплены подвижно в маховике, на одном конце второго рабочего вала закреплена вторая пара лопастей, а на другом его конце жестко закреплен второй кривошип, соединенный с второй парой шатунов, которые соединены с шейками коленвалов, на концах коленвалов со стороны вала мощности жестко закреплены две малые шестерни, находящиеся в зацеплении с большой неподвижной шестерней, жестко закрепленной на основании двигателя, а маховик жестко закреплен на валу мощности.

РИСУНКИ

Рисунок 1