Способ работы роторно-лопастного двигателя или машины внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

Авторы патента:


 

Способ работы роторно-лопастного двигателя или машины внутреннего сгорания и устройство для его осуществления относятся к двигателям и могут быть использованы для привода транспортных средств, а также станков, механизмов. Способ включает прием образования двигателя или машины из двух роторов 1 и 6, формирование камер подачи рабочей смеси, сжатие заряда, сгорания и расширения с образованием импульса силы на валу мощности, выпуска отработанных газов взаимным расположением лопастей (фиг.2) 2, 3, 4, 5 наружного ротора 1, и лопастей 7, 8, 9, 10 внутреннего ротора 6 и их движением, а также движением камер относительно неподвижной оси вращения двигателя или машины. Ротором сообщают вращение в одном направлении, осуществляют их движение или поочередно с чередующимися остановками, или сообщают им совместное вращение с чередующимися опережениями одного ротора относительно другого, при этом движение их суммируют и передают на вал мощности. Устройство двигателя или машины внутреннего сгорания содержит внутренний ротор 6, соосно с ним на подшипниках устанавливают наружный ротор 1, роторы связывают со станиной храповыми механизмами, обеспечивающими вращение их в одном направлении. На роторах устанавливают равное число лопастей, число лопастей может быть от двух и более, в полости внутреннего ротора размещают газораспределительный механизм 15, роторы связывают между собой и валом мощности системой зубчатых колес с водилом, производящих суммирование скоростей и передачу суммарной скорости от роторов на вал мощности 33. Изобретение позволяет достичь экономичного потребления топлива на единицу мощности, механического КПД близким к единице, высокой частоты вращения вала мощности, низкого удельного веса и уравновешанной системы механизмов в динамическом состоянии. 2 с. и 9 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к двигателям или машинам с внутренним сгоранием топлива и может быть использовано для привода транспортных средств, а также станков, механизмов и им подобных устройств.

Анализ научной литературы /1/ показывает, что имеются технические решения роторно-лопастного двигателя, работающего по способу вращательно-возвратного движения ротора. Основным звеном, позволяющим осуществлять движение лопастей по окружности, является спарник, соединяющий лопасти и совершающий вращательно-возвратное движение, при этом спарник соединяют шатунами с шейками коленчатого вала, чтобы преобразовать вращательно-возвратное движение спарника во вращательное движение коленчатого вала. К недостаткам способа организации работы такого двигателя следует отнести операцию вращательно-возвратного движения ротора, что способствует образованию больших инерационных сил, приводящих систему в динамически неуравновешенное состояние, сопровождающееся нерациональным расходом топлива на единицу мощности двигателя, низкой частотой вращения ротора. В устройстве к недостаткам следует отнести использование шатуна с коленчатым валом, накладывающих ограничения на рост крутящего момента, образующих низкий механический коэффициент полезного действия (КПД), и формирующих высокий удельный вес (кг/Вт) двигателя.

Задачей представленных технических решений является разработка роторно-лопастного двигателя или машины внутреннего сгорания с экономичным потреблением топлива на единицу мощности, механическим КПД близким к единице, высоким крутящим моментом, высокой частотой вращения вала мощности, низким удельным весом и уравновешенной системой механизмов в динамическом состоянии.

Этот технический результат в способе работы роторно-лопастного двигателя или машины, содержащий операции четырехтактного режима работы, включающий подачу рабочей смеси в камеру сгорания, сжатие заряда, сгорание и расширение с образованием крутящего момента на валу двигателя, выпуск отработавших газов, достигается тем, что образуют двигатель двумя роторами, движением камер относительно неподвижной оси вращения двигателя, камеры подачи рабочей смеси, сжатия заряда, сгорания заряда, отвода отработавших газов образуют взаимным расположением движением лопастей роторов, согласованным газораспределительным устройством и системой зажигания, роторам сообщают одну степень свободы - вращение в одном направлении, движение их производят или последовательно чередующимся с остановами или одновременно вращающимися с последовательно чередующимися опережениями во вращении одного ротора другим, при этом роторам сообщают тангенциальный импульс силы от реактивных опор, движение роторов суммируют и передают на вал мощности двигателя, подачу рабочей смеси, отвод отработавших газов осуществляют через центральную ось вращения роторов, с которой совмещают газораспределительное устройство, газораспределительному устройству сообщают вращение и корректирование от одного из роторов.

Тот же технический результат в устройстве роторно-лопастного двигателя или машины с внутренним сгоранием топлива, содержащих внутренний лопастного ротор, системы газораспределения, зажигания, охлаждения и смазки, достигается тем, что дополнительно содержит наружный ротор, установленный соосно с внутренним на подшипниках, роторы связывают со станиной хроповыми механизмами с реактивными опорами, внутренний и наружный роторы выполняют с равным числом лопастей, число лопастей на роторах выполняют от двух и более двух, располагая их равноудаленными одна от другой, роторы между собой и валом мощности сообщают системой зубчатых колес, передающих движение от роторов на вал мощности и обратно от вала мощности на роторы в процессе запуска двигателя, при этом саттелиты взаимодействуют с фрикционным механизмом выполненным в виде ролика, жестко посаженного на вал саттелита, и фрикционных сегментов, связанных со станиной двигателя, вал внутреннего ротора выполняют пустотелым с радиальными впускными и выпускными каналами, в полости вала размещают газораспределительное устройство, выполненное в форме цилиндра, объем которого разделяют перегородкой, образуя впускную и выпускную камеры, каждая из камер имеет одноименные радиальные каналы, выполненные с возможностью их соединения с соответствующими каналами внутреннего ротора, газораспределительный цилиндр со стороны впускной камеры соединяют механизмом коррекции с одним из роторов, каждый из роторов связывают с газораспределительным цилиндром хроповым механизмом, передачу движения цилиндру производят от одного из роторов.

Именно введение дополнительных операций в способ работы роторно-лопастного двигателя или машины внутреннего сгорания, образования двигателя или машины двумя роторами, движением камер относительно оси вращения двигателя, формирование камер подачи рабочей смеси, сжатия заряда смеси, сгорания с расширением, отвода отработавших газов, взаимным расположением и движением лопастей роторов согласованным с газораспределительным устройством и системой зажигания, сообщения им одной степени свободы - вращения в одном направлении с последовательно чередующимися остановами или одновременном вращении роторов с последовательно чередующимися опережениями во вращении одного ротора другим, сообщения роторам тангенциального импульса сил от реактивных опор, суммирование движений роторов и передачей суммарного движения на вал мощности, подачу горячей смеси и отвод отработавших газов через центральную ось вращения роторов, сообщения газораспределительному цилиндру коррекции положения по отношению к одному из роторов позволили разработать роторно-лопастной двигатель или машину внутреннего сгорания с экономичным потреблением топлива, механическим КПД близким к единице, высоким крутящим моментом и частотой вращения вала мощности, низким удельным весом и уравновешенной системой в динамическом состоянии.

Именно введение в устройство роторно-лопастного двигателя или машины внутреннего сгорания наружного ротора, установленного соосно с внутренним, связь роторов со станиной посредством храповых механизмов с реактивными опорами, выполнение роторов с двумя и более лопастями равноудаленными одна от другой, равным числом лопастей на каждом из роторов, связь роторов между собой и валом мощности системой зубчатых колес, их взаимодействие через саттелиты с фрикционным механизмом размещение газораспределительного устройства в полости внутреннего ротора, изготовление газораспределительного устройства в форме цилиндра с двумя внутренними камерами впускной и выпускной с радиальными впускными и выпускными каналами, установка механизма коррекции, связывающего газораспределительный цилиндр с одним из роторов, связь газораспределительного цилиндра с роторами посредством храповых механизмов, сообщение передачи движения цилиндру от одного из роторов, позволили разработать роторно-лопастной двигатель или машину с экономичным потреблением топлива, механическим КПД близким к единице, высоким крутящим моментом и частотой вращения вала мощности, низким удельным весом и уравновешенной системой механизмов в динамическом состоянии.

Сравнение заявленных технических решений с прототипом позволяют установить соответствие их критерию "новизна". При изучении других технических решений в данной области техники признаки отличающие заявленные технические решения от прототипа не были выявлены поэтому они обеспечивают заявленным техническим решениям соответствие критерию "изобретательский уровень".

Представленное техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид в плане роторно-лопастного двигателя или машины (в дальнейшем именуемого двигателем), произведено его продольное сечение, с фиг. 2 по фиг. 9 показаны поперечные сечения двигателя на уровне впускных и выпускных каналов ротора и газораспределительного цилиндра, поясняющие принцип взаимодействия роторов с газораспределительной системой в процессе запуска и установившимся режиме работы двигателя, на фиг. 10 изображен механизм коррекции (вид по стрелке К) газораспределительного цилиндра по отношению к внутреннему ротору на фиг. 11 показано взаимодействие роторов с газораспределительным цилиндром через храповые механизмы, на фиг. 12 показан вид на водило с валом мощности и фрикционный механизм, на всех чертежах даны единые обозначения деталей двигателя, цифрами обозначены: 1 - наружный ротор, выполненный в форме тора, объем которого разделяют на равновеликие емкости лопастями 2, 3, 4, 5, 6 - внутренний ротор с лопастями 7, 8, 9, 10, число лопастей внутреннего ротора должно быть равно числу лопастей наружного, располагают их на роторах равноудаленными одна от другой, количество лопастей на каждом из роторов устанавливают от двух и более двух; 11 и 12 - радиальные каналы для подачи горючей смеси в емкости и образованные роторами 1 и 6 и их лопастями, каналы 11 работают при движении наружного ротора, 12 работают при движении внутреннего ротора; 13 и 14 - каналы для отвода из емкостей отработавших газов, работают, соответственно, при движении наружного и внутреннего роторов; 15 - газораспределительный цилиндр устанавливают с возможностью вращательного движения; 16 - камера подачи рабочей смеси; 17 - камера отвода отработавших газов; 18 и 19 - радиальные каналы подачи смеси, работающие, соответственно, при движении наружного и внутреннего роторов; 20 и 21 - радиальные каналы для отвода отработавших газов, соответственно при движении наружного и внутреннего роторов, названные каналы газораспределительного цилиндра используют функционально с соответствующими каналами внутреннего ротора 6; 22 - диск коррекции газораспределительного цилиндра, предназначенный для совмещения радиальных каналов ротора 6 и газораспределительного цилиндра 15, (фиг. 10) профиль диска 22 выполняют с углублениями по периферии, углубления выполняют по радиусу взаимодействующей с ним детали (роликом 23), цилиндрическую поверхность углубления соединяют плавной сопряженной поверхностью с цилиндрической поверхностью диска, таким образом, что сила, действующая со стороны взаимодействующей детали по нормали к сопряженной поверхности, образует на диске момент кручения, действующий до тех пор взаимодействующая с диском деталь не войдет в углубление, число углублений на диске согласуют с количеством лопастей ротора, а их расположение с радиальными каналами ротора 6 и цилиндра 15; 23 - силовой ролик устанавливают на качающейся подпружиненной кулисе 24, которую в свою очередь кипят на оси 25 жестко посаженной на храповом механизме 26, ограничивающем поворот ротора 6 в обратном направлении от заданного; 27 и 28 - зубчатые колеса жестко закрепленные, соответственно, на наружном 1 и внутреннем роторе 6 (фиг. 1); 29 - саттелиты; 30 - конический фрикционный валик; 31 - вал, жестко соединяющий саттелиты 29 и фрикционный валик 30, вал устанавливают в подшипник (не показан) водила 32, которое в свою очередь жестко соединяют с валом мощности 33, названные выше зубчатые колеса, объединенные в систему, образуют дифференциальный механизм, с водилом передающим движение от роторов 1 и 6 на вал мощности 33; 34 и 35 - фрикционные сегменты закрепленные на станине в шахматном порядке по обе стороны от фрикционов 30, вступающими поочередно в зацепление либо с 34 либо с 35 сегментами в момент запуска двигателя, расположение сегментов и длину их дуги связывают с ходом ротора и его углом поворота, угол поворота ротора определяют максимальным расхождением или схождением лопастей, в угол поворота роторов вписывают фрикционные сегменты, число сегментов на каждой из сторон должно быть равным, а их количество на одной стороне должно быть согласованно с числом ходов ротора необходимых для совершения полного оборота, взаимодействие дифференциального механизма с фрикционными сегментами обеспечивает функционирование роторов как двигателя с поочередным движением и остановами роторов, то есть выполняющих операции образования камер подачи смеси, сжатия, сгорания и выпуска отработавших газов; 36 - храповой механизм наружного ротора, обеспечивающий заданное направление вращения ротора; 37 и 38 - храповые механизмы (фиг. 12), соответственно, наружного и внутреннего роторов, обеспечивающие контроль за движением газораспределительного цилиндра 15; 39 - подшипники качения, обеспечивающие вращение двигателя относительно станины, движение роторов относительно друг друга обеспечивают подшипники скольжения (на чертеже не выделены). Буквенные обозначения; А - А, Б - Б, В - В, Г - Г - сечения двигателя; стрелки Д - Д - вид на хроповые механизмы 37 и 38 контролирующих поворот цилиндра 15; стрелка Е - вид на механизм коррекции цилиндра 15; стрелка К - вид на фрикционный механизм и водило; стрелка С - направление вращения двигателя; Пс - камера подачи смеси; Сз - камера сжатия заряда; Сг - камера сгорания и расширения газов; Вг - камера выпуска отработавших газов; Xo - разность между углом расположения лопастей ротора, определяемым из соотношения 360o/н, где н - число лопастей, и действительным углом поворота ротора за один ход.

Подтверждение практического использования заявляемых технических решений проследим обращаясь к чертежам - с фиг. 1, по фиг. 12. Первый ход двигателя - ход наружным ротором. Запуск двигателя производят ( фиг. 1) сообщением крутящего момента валу мощности двигателя 33, поворот вала по стрелке С приведет в движение водило 32, саттелиты 29, фрикционных валиков 30, при этом если фрикционы 30 находятся в зацеплении с фрикционными сегментами 34, то валик 30 будет получать вращение от обкатывания этого сегмента, вращение фрикциона 30 через вал 31 передается саттелиту 29, который начнет обкатывать зубчатое колесо 28 и приводить в движение зубчатого колесо 27, что вызовет поворот ротора 1, движение последнего ( фиг. 2) приведет к расхождению лопастей 10 и 5, 8 и 3, что будет сопровождаться формированием разряжения в образующихся камерах и позволит по каналам 18 газораспределительного цилиндра 15, каналам 11 ротора 6, произвести подачу рабочей смеси в эти камеры. Дальнейший поворот вала мощности 33 приведет к тому, что фрикционные валики 30 выйдут из зацепления с сегментами 34 и продолжат движение по дуге Xo без фрикционного взаимодействия, этот момент характерен тем, что водило будет поворачивать одновременно оба ротора на Xo (фиг. 12), повернув наружный ротор до 90o. Второй ход двигателя - внутренним ротором 6. После поворота на Xo валики 30 вступят в зацепление с сегментами 35, обкатывая их и зубчатое колесо 27, зубчатое колесо 28 будет приведено в движение, следовательно, ротор 6 повернется по стрелке С, вращение ротора приведет к тому, что каналы 11 и 18 взаимно перекроются ротором 6 и цилиндром 15, но откроются каналы 12 и 19 (фиг. 4), производя подачу смеси в камеры, образованные лопастями 4 и 10, 2 и 8. В камерах, образованных лопастями 10 и 5, 3 и 8, будет происходить сжатие заряда, сопровождающееся повышением температуры, и перед выходом из зацепления фрикциона 30 с сегментом 35 на свечу зажигания (не показана) подают напряжение, чтобы от искрового разряда произвести возгорание заряда с момента возгорания заряда процесс запуска двигателя считается законченным, поэтому отводят от главного вала момент импульса силы а от фрикционных валиков 30 - фрикционные сегменты 34 и 35. Поворот ротора 1 не оказывает влияния на цилиндр 15, он остается без движения, не требуя коррекции, так как удерживается храповым механизмом 38 и механизмом коррекции. Движение ротора 6 может привести к захвату им цилиндра 15, но это предотвращает остановленный ротор 1, который удерживает цилиндр его храповым механизмом 37 (фиг. 10, 11). Поворот ротора 6 приводит к тому, что ролик 23, прижимаемый подпружиненной кулисой 24, обкатывает диск коррекции 22. Угол поворота ротора 6 составит менее 90o (90o - Xo) и поэтому его радиальные каналы, выполненные под углом 90o, не совместятся с соответствующими одноименными каналами газораспределительного цилиндра, но в этом положении ролик 23 уже сойдет с цилиндрической поверхности диска 22 на его сопряженную поверхность и образует момент кручения на диске 22 с направлением, обратным к движению ротора 6, что приведет к повороту газораспределительного цилиндра навстречу движения ротора. Поворот цилиндра будет происходить до того момента, пока силовой ролик 23 не займет положение в углублении диска 22, при котором радиальные каналы ротора 6 и газораспределительного цилиндра совпадут, что обеспечит выполнение последующей операции двигателя. Таким образом механизм коррекции поворачивает газораспределительный цилиндр 15 на Xo, которых не хватило ротору для поворота на 90o. Третий ход двигателя наружным ротором 1. Сгорание смеси в камерах, образованных лопастями 10 и 5, 8 и 3 (фиг. 6), будет сопровождаться ростом давления на эти лопасти, вызывая поворот роторов в разные стороны, но ход роторов ограничен одной степенью свободы, то есть вращением по стрелке С, поэтому движение получит наружный ротор 1, у которого направление давления на лопасти совпадает с направлением степени свободы движения обозначенной стрелкой С, движение ротора 6 ограничивают храповым механизмом 26. Принимая во внимание то, что храповые механизмы связаны со станиной через реактивные опоры - пружины, произойдет откат ротора 6 на угол, определяемый значением деформации пружин. Поворот ротора 1 приведет к тому, что в камерах, образованных лопастями 7 и 2, 9 и 4, будет производиться подача смеси по каналам 11 и 18, в камерах, образованных лопастями 2 и 8, 4 и 10, - сжатие заряда поданного в них ранее. Поворот ротора 1 с посаженным на него зубчатым колесом 27 вызовет движение саттелитов 29, которые начнут обкатывать колесо 28, поворачивая при этом через водило 32, вал мощности 33. Перед входом лопастей 5 и 3 в зону действия радиальных каналов 13 (фиг. 7), на свечу зажигания камер сжатия подают напряжение и производят возгорание смеси. Вход лопастей в зону действия отводящего канала 13 приведет к выводу отработавших газов и снятия давления в камерах сгорания, падение давления вызовет движение реактивных опор и ротора 6 (четвертый ход двигателя внутренним ротором 6), при этом движение последнего будет поддержано давлением сгораемой смеси в камерах, образованных лопастями 2 и 8, 4 и 10 (фиг. 8). Движение ротора 6 вызовет действие механизма коррекции газораспределительного цилиндра 15, которое будет выражено в том, что к моменту завершения поворота ротора 6 радиальные каналы 18 и 11 будут совмещены (действие механизма коррекции описано выше). В камерах, образованных лопастями 8 и 3, 10 и 5, - выпуск отработавших газов по каналам 14 и 21 (фиг. 9); 3 и 9, 5 и 7 - подача смеси; 9 и 4, 7 и 2 - сжатие смеси. Поворот ротора 6 с зубчатым колесом 28 приведет в движение саттелиты 29, которые, обкатывая колесо 27, повернут вал мощности через водило 32. С этого момента в двигателе функционируют все камеры. Для совершения одного оборота двигателя необходимо произвести десять ходов, по пять каждым ротором, при этом пятый ход будет компенсировать недохождение роторами угла 90o на Xo. Взаимодействие роторов между собой через систему зубчатых колес и зубчатых сегментов, а также взаимодействие роторов с газораспределительным устройством описано выше, поэтому прокоментируем моменты, которые определяют эффективность использования предлагаемых технических решений. Вращательное движение роторов через систему зубчатых колес передается на вал мощности от водила, механические потери мощности находятся на уровне до 3 процентов, что подтверждает близость механического КПД двигателя к единице, протекающие операции в двигателе симметричны, то есть возникающие силы взаимно уравновешиваются между собой, а это подтверждает то, что система механизмов, определяющая устройство двигателя динамически уравновешена и создает предпосылки для повышения частоты вращения вала мощности двигателя, частота вращения вала мощности двигателя равна удвоенному числу оборотов двигателя или сумме оборотов каждого из роторов, то есть при совершении каждым из роторов полного оборота вал мощности получает два оборота, подтверждение этого можно получить, используя формулу Виллиса для дифференциальных механизмов или посредством простого расчета, который для доказательства произведен. Принимаем число зубьев шестерен 27 и 28 равным 30 на каждой, число зубьев саттелита 29 равным 10, роторы совершают 0,2 оборота в каждом очередном движении. Определим поворот саттелита 29 при повороте зубчатого колеса 27 из соотношения: м = кп, где м - поворот саттелита 29; к - поворот зубчатого колеса 27; п - передаточное отношение между зубчатым колесом и саттелитом. п = 30/10 = 3, подставим значения в соотношение м = 0,2 3 = 0,6 оборота, при наличии 10 зубьев у саттелита это означает, что он повернется на 10м зубьев или 100,6 = 6 зубьев, так как саттелит обкатывает зубчатое колесо 28, то будет обкатано 6 зубьев этого колеса, что составит 6/30 = 0,2 оборота, которые будут сообщены через водило 32 валу мощности 33, принимая во внимание, что для полного оборота роторов необходимо совершить 10 таких ходов, умножаем 0,210 = 2 оборота вала мощности. Снижение удельного веса двигателя достигается отсутствием в его устройстве стационарных металлоемких деталей типа статора и одновременным повышением мощности двигателя, определяемой произведением значения крутящего момента на угловую скорость вала мощности двигателя. Рассмотренный выше способ работы двигателя можно охарактеризовать как первый режим, включающий малые и средние обороты. Ограничение частоты вращения двигателя в первом режиме работы связано с нарушением процесса выделения подводимой энергии из рабочей смеси, объясняется нарушение уменьшением периода сгорания заряда в камере с ростом числа оборотов двигателя, в результате чего часть несгоревшего заряда выводится вместе с отработавшими газами, с ростом частоты вращения доля несгораемого заряда в отработавших газах возрастает и выделенной энергии не хватает для наращивания оборотов двигателя. Решение задачи повышения частоты вращения двигателя состоит в продлении периода горения заряда в камере до полного его сгорания. Полное сгорание заряда возможно во втором режиме работы двигателя. Работу двигателя во втором режиме определяет совместное вращение роторов с последовательно чередующимся опережением в движении одного ротора другим. Второму режиму соответствует высокая частота вращения двигателя. Режим высокой частоты работы двигателя возможен в том случае, когда моменты импульсов (количества движения) каждого из роторов будут равны или превзойдут по своим значениям момент силы сопротивления кручению на валу мощности. Для осуществления второго режима работы двигателя возможны два варианта, характеризующие энергетического состояние двигателя: первый - момент импульсов роторов достаточен, чтобы преодолеть момент силы сопротивления кручению на валу мощности; второй - момент импульсов роторов не обладает достаточной энергией для преодоления момента силы сопротивления на валу мощности. Первый вариант является идеальным для перехода на второй режим работы двигателя. Перевод двигателя на второй режим работы по второму варианту связан с использованием части кинематической энергии транспортного средства. Использование энергии транспортного средства производят включением в кинематическую схему передачи движения повышенного передаточного отношения от транспортного средства к двигателю или пониженному передаточному отношению от двигателя к транспортному средству, что эквивалентно первому условию и приводит к тому, что вал мощности 33 (фиг. 1) получит дополнительный момент силы, совпадающий по направлению с моментом силы двигателя. Дополнительный момент силы от вала мощности 3 через водило 32 и саттелиты 29, находящиеся в зацеплении с зубчатыми колесами 27 и 28, сообщат роторам 1 и 6 дополнительную частоту вращения, которая возрастет прямо пропорционально отношению передаточных чисел, используемых до и после подключения энергии транспортного средства, что обеспечит гарантийный перевод работы двигателя на второй режим. Работа двигателя во втором режиме несет отличие от работы его в первом режиме в том, что в процессе сгорания смеси в камере оба ротора имеют движение, вместе с ротором 6 получает движение механизм коррекции, пассивно отключается из работы храповые механизмы 26 и 36, предотвращающие поворот роторов в обратном направлении. Проследим работу роторов (фиг. 2), в камерах образованных лопастями 7 и 2, 9 и 4 происходит сгорание смеси, роторы 1 и 6 находятся в движении, при котором ротор 1 движется с ускорением по отношению к ротору 6. Движение ротора 6 будет способствовать продлению периода входа лопастей 2 и 4 в зону каналов 13 - 20 (фиг. 3), производящих отвод газов из камер сгорания, поэтому процесс горения в камерах также будет продлен, время продления процесса горения будет зависеть от разницы скоростей роторов, с уменьшением этой разницы время сгорания топлива в камере будет возрастать, обеспечивая полноту сгорания смеси, в свою очередь полнота сгораемой смеси будет определять разницу скоростных режимов роторов и при полном сгорании смеси эта разница достигнет минимально возможного значения, при этом в камерах образованных лопастями 4 и 10, 2 и 8 будет происходить выпуск отработанных газов по каналам 20 - 13 ( фиг. 3), в камерах с лопастями 8 и 3, 10 и 5 - подача смеси по каналам 18 - 11, сжатие смеси - в камерах между лопастями 5 и 7, 3 и 9 ( фиг. 2), при подходе лопастей 2 и 4 к радиальным каналам 20 - 13 на свечи зажигания в камерах сжатия подают напряжение для воспламенения заряда, горение заряда и вход лопастей в зону радиальных каналов определяет перевод роторов с одного скоростного режима на другой, то есть если ротор 1 двигался с ускорением относительно ротора 6, то перевод определяет ускоренное движение ротора 6 относительно ротора 1, так как в камерах, образованных лопастями 5 и 7, 3 и 9, происходит сгорание смеси ( фиг. 4), которая, сообщая давление на лопасти 7 и 9, заставляет двигаться ускоренно ротор 6 относительно ротора 1, при этом в камерах, образованных лопастями 9 и 4, 7 и 2 производят выпуск отработавших газов по каналам 14 - 21 (фиг. 5), в камеры, образованные расходящимися лопастями 4 и 12, 2 и 8, производят подачу рабочей смеси по каналам 19 - 12, в камерах с лопастями 10 и 5, 8 и 3 - сжатие заряда, при этом ротор 1 находится в движении. Очередность опережающего движения роторов относительно друг друга последовательно меняют, повышая их обороты, повышение оборотов роторов увеличивает период горения смеси в камерах до полного ее сгорания. Ограниченность количества подводимой энергии при полном ее освоении, определяет максимальную частоту вращения двигателя. Передачу движения от роторов к валу мощности производят через зубчатые колеса 27, 28 на саттелит 29, который поочередно обкатывает одно из первых двух вращающихся колес, приводя в движение водило 32 жестко связанное с валом мощности 33, какое из зубчатых колес обкатывается, а какое сообщает саттелиту вращение, зависит от ускоренного движения одного ротора относительно другого, так при ускоренном движении ротора 1 относительно ротора 6, обкатывается зубчатое колесо 28, жестко посаженное на ротор 6, при ускоренном движении ротора 6 относительно ротора 1 будет откатываться зубчатое колесо 27, в любом случае вал мощности 33 будет получать суммарное движение от ротора 1 и ротора 6. Работа механизма коррекции газораспределительного цилиндра изменится лишь в том, что он получит вращение от ротора, который движется с отставанием по отношению к другому ротору. Предположим, что укоренное движение имеет ротор 1, а ротор 6 движется по отношению к нему с отставанием, в этом случае газораспределительный цилиндр, связанный с ротором 6 через диск корректор 22 и силовые ролики 23, вращается вместе с ротором 6. При ускоренном движении ротора 6 газораспределительный цилиндр захватывается храповым механизмом 37 ротора 1 и получает скорость его движения, при этом силовые ролики 23 обкатывают диск коррекции 22, прижимаясь к диску подпружиненной кулисой 24, к моменту смены ускоренного движения ротора 6 на замедленное относительно ротора 1, газораспределительный цилиндр 15 будет установлен относительно ротора 6, от воздействия силовых роликов 23 на диск коррекции 22 (механизм воздействия описан выше). Переход на второй режим работы двигателя включает подпитку его кинетической энергией, повышающей интенсивность вращения камер относительно неподвижной оси двигателя с эффектом повышения КПД топлива, определяющего экономичность его расхода и рост мощности двигателя, что подтверждает решение поставленной задачи - повышение КПД топлива, определяющего экономичность его расхода.

Использованная литература 1. Ханин Н. С, Чистозвонов С.В. Автомобильные роторно-поршневые двигатели. М. Машгиз, 1964.

Формула изобретения

1. Способ работы роторно-лопастного двигателя внутреннего сгорания, содержащий операции четырехтактного режима работы - подачи рабочей смеси, сжатия заряда, сгорания с расширением и образованием импульса силы на валу мощности, выпуска отработанных газов, посредством взаимного расположения лопастей и их движением, при этом двум роторам, образующим двигатель, сообщают вращение в одном направлении, отличающийся тем, что образуют двигатель наружным и внутренним роторами, движением камер относительно неподвижной центральной оси вращения двигателя, при этом движение роторов суммируют и передают на вал мощности.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что движение роторов производят поочередно один за другим с последовательно чередующимися остановами.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что движение роторов производят поочередно один за другим с последовательно чередующимися опережениями в движении одного ротора другим.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу рабочей смеси производят по радиальным каналам от центральной оси вращения двигателя, отвод отработанных газов - по радиальным каналам к центральной оси вращения, при этом газораспределительному устройству сообщают коррекцию по отношению к одному из роторов.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что роторам сообщают стартовый импульс сил от реактивных опор.

6. Устройство роторно-лопастного двигателя внутреннего сгорания, содержащее системы зажигания, газораспределения, уплотнения, смазки и охлаждения, полый внутренний лопастной ротор, наружный ротор, установленный соосно с внутренним на подшипниках, отличающееся тем, что внутренний ротор сообщает валу мощности дополнительный крутящий момент, роторы связывают со станиной храповым механизмом, а между собой и валом мощности - системой зубчатых колес с водилом, передающим движение на вал мощности.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что храповые механизмы связаны со станиной реактивными опорами.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что газораспределительный механизм выполнен в форме цилиндра, объем которого перегородкой разделен на впускную и выпускную камеры, каждая из которых имеет одноименные радиальные каналы, выполненные с возможностью соединения с аналогичными каналами внутреннего ротора, со стороны впускной камеры на газораспределительном цилиндре устанавливают устройство коррекции цилиндра.

9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что механизм коррекции выполнен в форме профильного диска с силовыми роликами на подвижных кулисах, при этом профиль диска связан с радиальными впускными и выпускными каналами цилиндра, положение силовых роликов в углублениях диска согласуют с радиальными каналами внутреннего ротора и цилиндра.

10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что каждый из роторов связан с газораспределительным цилиндром храповым механизмом.

11. Устройство по п.6, отличающееся тем, что систему зубчатых колес через вал связывают с фрикционной парой валик - сегмент.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к роторным двигателям внутреннего сгорания для использования, преимущественно, в автомобильной и тракторной технике

Изобретение относится к машиностроению, в частности к роторным двигателям

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в роторных двигателях внутреннего сгорания

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с качающимися рабочими органами

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателестроению, в частности, к роторным двигателям внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания

Изобретение относится к регулируемому узлу привода с четырехтактным роторным двигателем внутреннего сгорания с дополнительной системой расширения и с предварительным регулированием получения рабочей смеси, состоящему из четырехтактного роторного двигателя внутреннего сгорания (1) с движущимися по окружности лопастями (3), который оборудован подводящим и отводящим каналами, выполненными в корпусе статора

Изобретение относится к двигателестроению

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателям или машинам с внутренним сгоранием топлива и может быть использовано для привода транспортных средств, а также станков, механизмов и им подобных устройств

Наверх