Рабочая камера роторного двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в роторно-поршневых двигателях внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что рабочая камера роторного двигателя внутреннего сгорания состоит из корпуса с двумя пересекающимися цилиндрическими полостями, внутри которого расположены два параллельных вала, ведущий и ведомый, с взаимно сопряженными профилированными роторами, и труб для бокового и основного выхлопов. Согласно изобретению рабочая камера выполнена многосекционной, например, из трех секций, с расположенными внутри каждой секции профилированными роторами, с перегородками между секциями, в которых выполнены газоводы боковых и дополнительно нижних выхлопов, соединяющие три секции. При этом газовод бокового выхлопа первой секции соединен со входом второй секции, нижнего выхлопа первой секции - с входом третьей секции, бокового выхлопа второй секции - с входом третьей, а нижнего выхлопа второй секции - с газоводом бокового выхлопа третьей секции. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к роторно-шестереночным двигателям внутреннего сгорания с профилированными роторами и, в частности, к рабочей камере и может быть использовано в автомобильной и горнорудной промышленностях.

Известна рабочая камера роторного двигателя внутреннего сгорания (РДВС), образованная двумя пересекающимися цилиндрическими полостями, внутри которых расположены два параллельных вала, ведомый и ведущий, связанные шестеренчатой передачей и снабженные взаимно сопряженными одинакового профиля роторами (см. патент РФ 2126488, кл. MПK⁷ F 02 B 55/02, опубл. 20.02.99 г.).

Недостатком такого двигателя является низкий коэффициент полезного действия.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является рабочая камера РДВС, состоящая из корпуса и двух пересекающихся цилиндрических полостей, внутри которого расположены два параллельных вала, ведущий и ведомый, с взаимно сопряженными профилированными роторами, и труб для бокового и основного выхлопов (см. патент РФ 2159343, кл. МПК⁷ F 02 B 55/02, опубл. 20.11.2000 г.).

Недостатками прототипа являются высокий расход рабочего тела, состоящего из сгоревшего горючего, паров воды и азота, а также низкий коэффициент полезного действия.

Задачей предлагаемого технического решения является создание рабочей камеры РДВС с высоким коэффициентом полезного действия и экономичным при эксплуатации.

Технический результат заключается в многократном использовании рабочего тела.

Этот технический результат достигается тем, что известная рабочая камера РДВС, состоящая из корпуса с двумя пересекающимися цилиндрическими полостями, внутри которого расположены два параллельных вала, ведущий и ведомый, с взаимно сопряженными профилированными роторами, и труб для бокового и основного выхлопов, рабочая камера выполнена многосекционной, например из трех секций, с расположенными внутри каждой секции профилированными роторами, с перегородками между секциями, в которых выполнены газоводы боковых и дополнительно нижних выхлопов, соединяющие три секции, при этом газовод бокового выхлопа первой секции соединен с входом второй секции, а нижнего выхлопа первой секции - с входом третьей секции, бокового выхлопа второй секции - с входом третьей, а нижнего выхлопа второй секции - с газоводом бокового выхлопа третьей секции.

Газоводы нижних выхлопов первой и второй секций снабжены регулируемыми задвижками и соединены с основным выхлопом двигателя, с которым соединен и газовод нижнего выхлопа третьей секции.

Ширина камеры каждой последующей секции больше предыдущей на 25-50%.

Данная рабочая камера позволит повысить коэффициент полезного действия за счет многократного использования рабочего тела и экономичность при эксплуатации.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен продольный разрез рабочей камеры РДВС, а на фиг.2 - схема ее работы.

Рабочая камера состоит из корпуса 1 с передней 2 и задней 3 опорными стенками, внутри которого расположено два параллельных вала, ведущий 4 и ведомый 5. Камера разделена на три секции: первую 6, вторую 7, третью 8 перегородками 9 и 10. Внутри каждой секции расположены профилированные роторы первой секции 11, 12, второй - 13, 14, третьей - 15, 16, а внутри перегородок 9, 10 и в задней опорной стенке 3 выполнены газоводы 17, 18, 19 боковых выхлопов и газоводы нижних выхлопов 20, 21, 22, соединенные с основной выхлопной трубой 23. На газоводах нижних выхлопов 20 и 21 установлены регулирующие задвижки 24 и 25. Первая секция 6 соединена с камерой сгорания 26.

Устройство работает следующим образом.

При сжигании топлива в камере сгорания 26 периодически вырабатываются газы (рабочее тело), которые под давлением P₁ попадают на вход первой секции 6, вращают роторы 11, 12, которые перемещают газы к боковому выхлопу в перегородке 9. Так как газовод бокового выхлопа 17, соединяющий первую секцию 6 со второй 7, имеет объем больший, чем между лопастями роторов 11, 12, то газы устремляются в это пространство и действуют на роторы 13, 14, вращают их, а остаточные газы, которые не прошли через газовод бокового выхлопа 17, скапливаются внизу первой секции 6 и выдавливаются по газоводу нижнего выхлопа 20 на вход третьей секции 8 (в случае закрытых регулируемых задвижек 24 и 25).

Из-за разности давлений Р₁ и Р₂ (при P₁>P₂) роторы 11, 12 совершают работу, при этом газы с давлением ₁ поступают на вход секции 7, давление падает до Р₃, и при Р₃>P₄ роторы 13, 14 совершают работу, при P₅>Р₆ роторы 15, 16 совершают работу, причем для сохранения крутящего момента ширина каждой последующей секции больше предыдущей на 25-50%.

Регулирующие задвижки 24, 25 необходимы для работы камеры в режиме с частичным сбросом избыточного давления. Нижние выхлопы каждой секции соединены с основной выхлопной трубой 23. Газовод бокового выхлопа 19 задней опорной стенки 3 третей секции 8 соединен с турбокомпрессором (на фиг.1 и 2 не указан).

Многосекционная рабочая камера позволит по сравнению с прототипом многократно использовать газы высокого давления, что повысит коэффициент полезного действия и экономичность двигателя.

Формула изобретения

1. Рабочая камера роторного двигателя внутреннего сгорания, состоящая из корпуса с двумя пересекающимися цилиндрическими полостями, внутри которого расположены два параллельных вала, ведущий и ведомый, с взаимно сопряженными профилированными роторами, и труб для бокового и основного выхлопов, отличающаяся тем, что рабочая камера выполнена многосекционной, например, из трех секций, с расположенными внутри каждой секции профилированными роторами, с перегородками между секциями, в которых выполнены газоводы боковых и дополнительно нижних выхлопов, соединяющие три секции, при этом газовод бокового выхлопа первой секции соединен со входом второй секции, нижнего выхлопа первой секции - с входом третьей секции, бокового выхлопа второй секции - с входом третьей, а нижнего выхлопа второй секции - с газоводом бокового выхлопа третьей секции.

2. Рабочая камера по п.1, отличающаяся тем, что газоводы нижних выхлопов первой и второй секций снабжены регулируемыми задвижками и соединены с основным выхлопом двигателя, с которым соединен и газовод нижнего выхлопа третьей секции.

3. Рабочая камера по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что ширина каждой последующей секции больше предыдущей на 25-50%.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2