Двухцилиндровый двухтактный роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания. Изобретение позволяет увеличить рабочий объем на такт при тех же размерах цилиндра и соответственно увеличить отдаваемую мощность. Двухцилиндровый двухтактный роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания содержит два двухлопастных ротора, состоящих из внутренней и внешней частей, установленных на неподвижную трубчатую ось с возможностью неравномерного вращения относительно друг друга и вала отбора мощности. Ось служит для впуска воздушно-топливной смеси и выпуска отработавших газов. Перемычки служат не только для разделения зон впуска воздушно-топливной смеси и зон выпуска отработавших газов, но в них проходят каналы перепуска воздушно-топливной смеси из сектора в сектор каждого ротора. 1 табл., 14 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения.

Из патентной литературы известен четырехтактный роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания (RU 2139996 C1, кл. F 02 В 53/00, 1997 г.), ротор которого состоит из двух подвижных частей (внешней - цилиндра с закрепленными внутри него двумя лопастями и внутренней - подвижной трубчатой оси с закрепленными на ней двумя дисками, между которыми установлены также две лопасти), неравномерно вращающихся на неподвижной трубчатой оси с перемычкой. Неподвижная трубчатая ось служит также для подачи в цилиндр воздушно-топливной смеси и выпуска отработавших газов. Полость впуска смеси отделена от полости выпуска отработавших газов перемычкой. Согласование неравномерного движения внешней и внутренней частей ротора и равномерного движения вала отбора мощности определяется механизмом, в который входят три эллиптические шестерни, средняя из которых определяет движение вала отбора мощности, крайние - внешней и внутренней частей ротора, и две пары цилиндрических шестерен, соединяющие крайние эллиптические шестерни с внешней и внутренней частями ротора соответственно.

При наличии в цилиндре четырех лопастей на рабочий ход приходится меньше 1/3 рабочего объема цилиндра, а на один оборот вала отбора мощности два рабочих хода.

Задачей изобретения является увеличение рабочего объема на такт при тех же размерах цилиндра, что у четырехтактного роторно-лопастного двигателя внутреннего сгорания и соответственно увеличение отдаваемой мощности.

Технический результат достигается, тем, что с уменьшением числа лопастей и числа тактов на один оборот цилиндра увеличивается угол поворота лопастей относительно друг друга и тем самым увеличивается рабочий объем цилиндра, а также и тем, что две лопасти образуют в цилиндре только два сектора, функции которых различны.

На фиг. 1-3 показан двигатель в прямоугольных координатах; на фиг. 4 - неподвижная трубчатая ось с патрубком и с двумя перемычками в аксонометрии; на фиг. 5 - подвижная трубчатая ось с дисками и лопастью (внутренняя часть ротора) в аксонометрии; на фиг. 6 - цилиндр с крышками и лопастью (внешняя часть ротора) в аксонометрии.

на фиг. 7-14, а - положение эллиптических шестерен за один оборот ротора, b - соответствующее положение лопастей, с, d, e - положение отверстий в неподвижной оси, в перемычке и в подвижной оси, образующих каналы в зоне впуска, перепуска горючей смеси и выхлопа в разрезе.

Корпус двухтактного двухцилиндрового двигателя внутреннего сгорания состоит из трех секций, в средней из которых размещен механизм, согласующий неравномерное вращение внешней и внутренней частей роторов между собой и с равномерным вращением вала отбора мощности. В крайних секциях размещены роторы.

Роторы 1, 2 установлены на неподвижной трубчатой оси 3 с патрубком подачи воздушно-топливной смеси 4 и с двумя перемычками 5, 6, отделяющими зону подачи воздушно-топливной смеси от зон отвода продуктов сгорания.

Каждый ротор состоит из внутренней и внешней частей. Внутренняя часть ротора - подвижная трубчатая ось 7 с закрепленными на ней двумя дисками 8, между которыми закреплена лопасть ротора 9. По одному отверстию имеется в подвижной трубчатой оси в зоне подачи топливной смеси и в зоне выхлопа, которые образуют с отверстиями в неподвижной трубчатой оси канал подачи топливной смеси и канал выхлопа, а также два отверстия, образующие вместе с отверстием в перемычках каналы перепуска воздушно-топливной смеси из первого сектора во второй.

Внешняя часть ротора - цилиндр 10 с закрепленной внутри него лопастью 11 и с двумя крышками 12, 13, причем крышка 13 имеет горловину 14. В цилиндре имеется резьбовое отверстие для свечи зажигания.

Согласующий механизм состоит из восьми цилиндрических шестерен одинакового диаметра, две (20, 21) из которых - на горловинах цилиндров роторов 1, 2, две (18, 19) - на подвижных трубчатых осях 7, 7a, две - на вспомогательной оси 15, две - на вспомогательной оси 17, и трех эллиптических шестерен 26, 27, 28, по одной на осях 15, 17 и на оси 16 отбора мощности.

На фиг. 7 - 14, a,b,с,d схематически представлено взаимодействие внутренней и внешней частей первого ротора и согласующего механизма за время одного оборота ротора.

При положении эллиптических шестерен, представленном на фиг. 7,a, закончилась передача воздушно-топливной смеси из сектора A в сектор В (фиг. 7, b), открывается канал впуска воздушно-топливной смеси (фиг. 7,c), закрылся канал перепуска из сектора А в сектор В (фиг 7,d), закрывается канал выхлопа (фиг. 7,e).

При положении эллиптических шестерен, представленном на фиг. 8,a, в секторе A начинается всасывание (фиг 8,b), в секторе В - сжатие воздушно-топливной смеси, канал впуска открыт (фиг. 8,c), остальные каналы перекрыты (фиг. 8,d,e).

При положении эллиптических шестерен, представленном на фиг. 9,a, в секторе A продолжается всасывание, в секторе В продолжается сжатие воздушно-топливной смеси (фиг. 9,b), канал всасывания открыт (фиг. 9,c), остальные каналы перекрыты (фиг. 9,d,e).

При положении эллиптических шестерен, представленном на фиг. 10,a, в секторе A закончилось всасывание, в секторе В закачивается сжатие (фиг. 10, b), все каналы перекрыты (фиг. 10,c,d,e).

При положении эллиптических шестерен, представленном на фиг. 11a, в секторе В происходит зажигание, в секторе А начинается предварительное сжатие (фиг. 11,b), все каналы перекрыты (фиг. 11,e,d,e).

При положении эллиптических шестерен, представленном на фиг. 12,a, в секторе В начинается рабочий ход, в секторе A происходит предварительное сжатие (фиг. 12,b), все каналы перекрыты (фиг. 12,c,d,e).

При положении эллиптических шестерен, представленном на фиг. 13,a, в секторе В происходит рабочий ход, в секторе A завершается предварительное сжатие (фиг. 13,b), все каналы перекрыты.

При положении эллиптических шестерен, представленном на фиг. 14,a, в секторе В завершается рабочий ход, происходит выпуск (выхлоп) отработавших газов, из сектора A в сектор В после предварительного сжатия происходит перепуск воздушно-топливной смеси (фиг. 14,b); канал всасывания перекрыт (фиг. 14,c), открыты каналы перепуска (фиг. 14,d) и выхлопа (фиг. 14,e).

Внутренняя и внешняя части второго ротора сдвинуты относительно внутренней и внешней частей первого ротора на 180^o, так что при положении эллиптических шестерен, представленном на фиг. 7,a, положение лопастей этого ротора и отверстий на подвижной трубчатой оси будет таким, как на фиг. 11,b,e, d,e, далее с тем же сдвигом.

Двухцилиндровый двухтактный роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания может быть использован как самостоятельная единица для привода средств передвижения, так и в качестве блока в более сложном двигателе. Двигатель может состоять из двух, трех и более блоков с общей осью (валом отбора мощности). Если двигатель состоит из двух блоков, то эллиптические шестерни на общей оси должны находиться друг к другу под углом в 90^o, из трех - в 60^o, шести - в 30^o. Это увеличивает равномерность хода и исключает надобность в маховике.

Формула изобретения

Двухцилиндровый двухтактный роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания, содержащий два двухлопастных ротора, состоящих из внутренней и внешней частей, установленных на неподвижную трубчатую ось с возможностью неравномерного вращения относительно друг друга и вала отбора мощности, при этом ось служит для впуска воздушно-топливной смеси и выпуска отработавших газов, отличающийся тем, что перемычки служат не только разделению зон впуска воздушно-топливной смеси и зон выпуска отработавших газов, но в них проходят каналы перепуска воздушно-топливной смеси из сектора в сектор каждого ротора.

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, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15