Роторный двигатель внутреннего сгорания
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания. Изобретение позволяет повысить термический КПД роторного двигателя. Роторный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус с впускным коллектором, каналами нагнетания сжатого воздуха, обратными клапанами, перепускными каналами, подшипниковые опоры, в которых установлен цилиндрический ротор с впускными окнами, со шкивом привода синхронизирующих валов, с лопастями наддува воздуха, лопастями с уплотнениями на гребнях, выпускные коллекторы. По краям гребней в пазах установлены уплотнительные кольца. Двигатель содержит клапаны-перегородки с уплотнениями, сопряженные с профилированной поверхностью ротора, установленные на валах с кулачками, взаимодействующими с кулачками синхронизирующих валов, вращающихся с ведомыми шкивами за счет ременной передачи от ведущего шкива, воздушный ресивер, корпуса демпфирующих устройств с демпфирующими пружинами, возвратными пружинами, поршнями, обратными клапанами, перепускными каналами. Двигатель содержит по две поочередно работающие камеры сгорания на каждую рабочую полость и каждая камера сгорания соединена с рабочими полостями и с воздушным ресивером, двухседельными впускными клапанами и обратными клапанами со стороны входа сжатого воздуха. 3 ил.
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания.
Известен роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий неподвижный корпус с по крайней мере одной рабочей секцией и компрессорной секцией, в свою очередь содержащей как минимум один подпружиненный поршень-выступ, поверхность которого сопряжена с профилированной поверхностью ротора, установленный в радиальном пазу корпуса посредством седла с возможностью радиального перемещения до упора в верх седла, в боковых стенках которого выполнены перепускные каналы, штангами соединенный с упором, поверхности которого сопряжены с шарнирами толкателей, жестко закрепленных на оси в неподвижных опорах корпуса, вторым шарниром сопряженных с профилированной поверхностью кулачков, неподвижно закрепленных на роторе, крышки корпуса с подшипниковыми опорами, в которых вращается цилиндрический ротор с как минимум одной лопастью в компрессорной секции и с пазами в рабочей секции, в которых установлены посредством седла поршни-лопасти с возможностью радиального перемещения до упора в верх седла, в боковых стенках которого выполнены выпускные окна. Рабочие камеры через калиброванные отверстия в поршнях-лопастях соединены с подпоршневыми полостями. Во впадинах выполнены перепускные каналы. Рабочие секции содержат шарнирные упоры, сопряженные с поверхностью ротора и профилированными поверхностями кулачков толкателей, которые подвижно закреплены на осях в неподвижных опорах ротора и упорной шарнирной поверхностью сопряжены с упорами поршня-лопасти. В торцевых стенках ротора установлены лопатки подачи воздуха для охлаждения ротора. Процесс сжатия воздуха и процесс сгорания рабочей смеси происходят в раздельных секциях. Рабочие камеры образованы поверхностью ротора, профилированной поверхностью корпуса с равномерно по окружности расположенными выступами и аналогичным образом расположенными впадинами и поверхностью подпружиненного поршня-лопасти (см. описание изобретения к патенту РФ №2272910, МПК F01C 1/356, F02В 53/08, публикация 27.03.2006 г.).
Недостатком этого известного роторного двигателя является невысокая надежность.
Известен роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий неподвижный корпус с компрессорной секцией и, по крайней мере, с одной рабочей секцией, крышки корпуса с подшипниковыми опорами, в которых установлен цилиндрический ротор с как минимум одной лопастью в компрессорной секции и как минимум с одной лопастью в рабочей секции, воздушный ресивер, сепаратор-ресивер и распределитель, компрессорная и рабочая секции содержат размещенные в пазах корпуса седла, в которых с возможностью радиального перемещения расположены подпружиненные поршни-перегородки с уплотнениями, крышки седел с отверстиями подачи сжатого газа для управления положением поршней-перегородок, перепускные каналы для выравнивания давления с обеих сторон поршней-перегородок перед их радиальным перемещением, по два уплотнительных кольца в пазах ротора с каждой стороны профилированной поверхности ротора, уплотнения по каждому гребню лопасти, компрессорная секция содержит впускные каналы, каналы нагнетания сжатого воздуха с обратными клапанами, отверстия в седлах для подачи сжатого газа в подпоршневую полость (см. описание изобретения к патенту РФ №2275507, МПК F01С 1/356, F02В 53/08, публикация 27.04.2006 г.).
Недостатком этого известного роторного двигателя, принятого за прототип, является то, что процесс сгорания топлива происходит при постоянном давлении, что ведет к снижению термического КПД.
Задачей заявляемого изобретения является повышение термического КПД роторного двигателя путем осуществления процесса сгорания топлива при постоянном объеме.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что роторный двигатель внутреннего сгорания содержит: корпус с впускным коллектором, каналами нагнетания сжатого воздуха, обратными клапанами, перепускными каналами, камерами сгорания по две на каждую рабочую полость с форсунками подачи топлива, впускными двухседельными клапанами с электромагнитным приводом, обратными клапанами; подшипниковые опоры, в которых установлен цилиндрический ротор с впускными окнами, со шкивом привода синхронизирующих валов, с лопастями наддува воздуха, лопастями с уплотнениями на гребнях, по краям которых в пазах установлены уплотнительные кольца; клапаны-перегородки с уплотнениями, сопряженные с профилированной поверхностью ротора, установленные на валах с кулачками, взаимодействующими с кулачками синхронизирующих валов, вращающихся с ведомыми шкивами за счет ременной передачи от ведущего шкива; воздушный ресивер; корпуса демпфирующих устройств с демпфирующими пружинами, возвратными пружинами, поршнями, обратными клапанами, уплотнениями, перепускными каналами; выпускные коллекторы.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на Фиг.1 показан роторный двигатель, общий вид в продольном разрезе;
на Фиг.2 - то же, поперечный разрез А-А;
на Фиг.3 - то же, поперечный разрез В-В.
Роторный двигатель содержит корпус 1 с впускным коллектором 2, каналами нагнетания сжатого воздуха 3, обратными клапанами 4, перепускными каналами 5, камеры сгорания 6 по две на каждую рабочую полость с форсунками 7 подачи топлива, впускными двухседельными клапанами 8, обратными клапанами 9, подшипниковые опоры 10, в которых установлен цилиндрический ротор 11 с впускными окнами 12, со шкивом 13 привода синхронизирующих валов 14, с лопастями 15 наддува воздуха, лопастями 16, 17 с уплотнениями 18, 19 на гребнях, по краям которых в пазах установлены уплотнительные кольца 20, клапаны-перегородки 21, 22 с уплотнениями 23, 24, 25, 26, сопряженные с профилированной поверхностью ротора 11, установленные на валах 27 с кулачками 28, взаимодействующими с кулачками 29 синхронизирующих валов 14, вращающихся с ведомыми шкивами 30 за счет ременной передачи от ведущего шкива 13, воздушный ресивер 31, корпуса демпфирующих устройств 32 с демпфирующими пружинами 33, 34, возвратными пружинами 35, поршнями 36, обратными клапанами 37, перепускными каналами 38, выпускные коллекторы 39.
Роторный двигатель работает следующим образом. При вращении ротора 11 в подшипниковых опорах 10 через впускной коллектор 2 лопастями 15 наддува воздуха через впускные окна 12 в полости, образованные профилированной поверхностью ротора 11 с уплотнительными кольцами 20, корпусом 1, лопастями 17 с уплотнениями 19, клапанами-перегородками 22 с уплотнениями 25, 26, поступает воздух. Цикл впуска. В смежных полостях, образованных такими же поверхностями, происходит сжатие воздуха и вытеснение его через обратные клапаны 4 в каналы нагнетания сжатого воздуха 3 и воздушный ресивер 31. Цикл сжатия. Одновременно с тем при прохождении лопастями 16 впускных двухседельных электромагнитных клапанов 8 последние в каждой из двух камер сгорания 6 одним седлом отсекают рабочие полости, а другим седлом открывают подачу сжатого воздуха через обратные клапаны 9 из воздушного ресивера 31. После выравнивания давления в ресивере 31 и камерах сгорания 6 обратные клапаны 9 закрываются и подается топливо через форсунки 7. Во вторых камерах сгорания 6 впускные двухседельные клапаны 8 перекрывают подачу сжатого воздуха из ресивера 31 и открывают подачу рабочего газа из камер сгорания 6 в рабочие полости, образованные профилированной поверхностью ротора 11 с уплотнительными кольцами 20, корпусом 1, лопастями 16 с уплотнениями 18, клапанами-перегородками 21 с уплотнениями 23, 24. Начало цикла рабочего хода. При приближении лопастей 16 к клапанам-перегородкам 21 за счет перепускных каналов 5 происходит выравнивание давления с обеих сторон клапанов-перегородок 21. За счет остаточного давления выхлопных газов, а также путем воздействия кулачков 29 синхронизирующих валов 14 на кулачки 28 валов 27 происходит перемещение клапанов-перегородок 21, 22 в положение «открыто», освобождая проход лопастям 16, 17 и выпуская выхлопные газы в выпускные коллекторы 39. При движении клапанов-перегородок 21, 22 в положение «открыто» давление с обеих сторон поршней 36 остается одинаковым за счет открытия обратных клапанов 37. Торможение клапанов-перегородок 21, 22 происходит путем сжатия демпфирующих пружин 33. Окончание цикла рабочего хода и начало цикла выпуска. После прохождения лопастей 16, 17 под воздействием демпфирующих пружин 34 и возвратных пружин 35 клапаны-перегородки 21, 22 возвращается в положение «Закрыто». Торможение корпусов 32 демпфирующих устройств происходит путем сжатия демпфирующих пружин 34. Торможение клапанов-перегородок 21, 22 осуществляется за счет сжатия газа поршнями 36 в корпусах 32 демпфирующих устройств. В конце перемещения давление газа с обеих сторон поршней 36 выравнивается за счет перепускных каналов 38. Вращение синхронизирующих валов 14 происходит за счет ременной передачи крутящего момента от ведущего шкива 13 к ведомым шкивам 30. Оставшиеся выхлопные газы вытесняются лопастями 16 через зазоры между корпусом 1 и клапанами-перегородками и 21 в выпускные коллекторы 39. Окончание цикла выпуска.
Реализация изобретения позволит повысить термический КПД роторного двигателя.
Роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с впускным коллектором, каналами нагнетания сжатого воздуха, обратными клапанами, перепускными каналами, подшипниковые опоры, в которых установлен цилиндрический ротор с впускными окнами, со шкивом привода синхронизирующих валов, с лопастями наддува воздуха, лопастями с уплотнениями на гребнях, по краям которых в пазах установлены уплотнительные кольца, клапаны-перегородки с уплотнениями, сопряженные с профилированной поверхностью ротора, установленные на валах с кулачками, взаимодействующими с кулачками синхронизирующих валов, вращающихся с ведомыми шкивами за счет ременной передачи от ведущего шкива, воздушный ресивер, корпуса демпфирующих устройств с демпфирующими пружинами, возвратными пружинами, поршнями, обратными клапанами, перепускными каналами, выпускные коллектора, отличающийся тем, что двигатель содержит по две поочередно работающие камеры сгорания на каждую рабочую полость и каждая камера сгорания соединена с рабочими полостями и с воздушным ресивером, двухседельными впускными клапанами и обратными клапанами со стороны входа сжатого воздуха.
