Роторно - лопастной двигатель с отдельной вращающейся камерой сгорания

Авторы патента:

F02B53/08 - заполнение или наддув, например посредством роторного нагнетателя

Владельцы патента RU 2606035:

Никитин Владимир Александрович (RU)

Изобретение относится к двигателестроению. Роторно-лопастной двигатель с отдельной вращающейся камерой сгорания содержит воздушный компрессор с ресивером, корпус цилиндра с торцевыми крышками и цилиндрический ротор с валом, установленный с эксцентриситетом по отношению к внутренней поверхности цилиндра. Компрессор служит для создания необходимого давления воздуха в камере сгорания. Корпус цилиндра содержит отдельную вращающуюся камеру сгорания, впускной канал сжатого воздуха в камеру сгорания, по крайней мере один перепускной канал рабочих газов из камеры сгорания и по крайней мере одно выпускное окно. Камера сгорания выполнена с возможностью привода от вала ротора. Перепускной канал расположен в начале зоны увеличения объема в цилиндре. Выпускное окно расположено в конце зоны уменьшения объема в цилиндре. Каждая торцевая крышка содержит цилиндрический кулачок. Кулачок расположен на одной оси с осью цилиндра. Ротор разделен пазами по крайней мере на два равных сектора, в которых расположены лопасти. Каждая лопасть приводится в движение с помощью двух цилиндрических кулачков. Техническим результатом является упрощение конструкции, уменьшение материалоемкости, массы движущихся частей и количества деталей двигателя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области двигателвстроения, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания, и может быть использовано в качестве силовой установки в наземном, воздушном и водном транспорте.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания патент US №6539913. Роторный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус, ротор, два кулачка сжатия и камеру зажигания. В радиальных пазах ротора установлены две лопасти. Между внутренней поверхностью корпуса и ротором образуются полость сжатия и выпускная полость. Камера зажигания соединена с полостью сжатия и выпускной полостью каналами [1].

Недостатком роторного двигателя внутреннего сгорания является сложная форма внутренней поверхности корпуса.

Данное техническое решение принято за прототип, так как обладает максимальной совокупностью общих с изобретением существенных признаков.

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ

Задачей изобретения является повышение КПД, мощности двигателя и максимальное упрощение конструкции.

Технический результат - упрощение конструкции и материалоемкости двигателя внутреннего сгорания, уменьшение массы движущихся частей, уменьшение количества деталей.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаемое в изобретении решение указанной выше задачи, достижение поставленной цели и требуемого технического результата, обеспечивается тем, что в двигателе внутреннего сгорания, содержащем воздушный компрессор с ресивером, служащий для создания необходимого давления воздуха в камере сгорания, корпус цилиндра с торцевыми крышками и цилиндрический ротор с валом, установленный с эксцентриситетом по отношению к внутренней поверхности цилиндра.

При этом корпус цилиндра содержит отдельную вращающуюся камеру сгорания, выполненную с возможностью привода от вала ротора, впускной канал сжатого воздуха в камеру сгорания, по крайней мере один перепускной канал рабочих газов из камеры сгорания, расположенный в начале зоны увеличения объема в цилиндре и по крайней мере одно выпускное окно, расположенное в конце зоны уменьшения объема в цилиндре.

Каждая торцевая крышка содержит цилиндрический кулачок, расположенный на одной оси с осью цилиндра.

Ротор разделен пазами по крайней мере на два равных сектора, в которых расположены лопасти.

Каждая лопасть приводится в движение с помощью двух цилиндрических кулачков.

Двигатель внутреннего сгорания выполнен с возможностью изменения мощности двигателя посредством регулирования давления сжатого воздуха и количества топлива подаваемого в камеру сгорания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сущность изобретения поясняется чертежами:

На фиг. 1 изображена схема роторно-лопастного двигателя с отдельной вращающейся камерой сгорания по изобретению, содержащая: корпус 1; ротор 3; вал ротора 4; лопасти 5; цилиндрические кулачки 6; камеру сгорания 7; впускной канал 8; перепускной канал 10; выпускное окно 11.

На фиг. 2 изображена схема роторно-лопастного двигателя с отдельной вращающейся камерой сгорания по изобретению, содержащая: корпус 1; торцевые крышки 2; ротор 3; вал ротора 4; цилиндрические кулачки 6; камеру сгорания 7; впускной канал 8; форсунку 9; шестерни привода камеры сгорания 12 и 13.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылками на прилагаемые к описанию чертежи, на которых в качестве примеров показаны предпочтительные, но необязательные варианты возможного осуществления изобретения, конструктивного выполнения и функционирования предлагаемой в изобретении двигателя внутреннего сгорания.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Отличительными особенностями заявляемого двигателя внутреннего сгорания являются:

круговое вращение ротора;

наличие ротора, установленного с эксцентриситетом по отношению к внутренней поверхности цилиндра, разделенного пазами по крайней мере на два равных сектора, в которых расположены лопасти;

наличие корпуса, который содержит отдельную вращающуюся камеру сгорания, выполненную с возможностью привода от вала ротора, впускной канал сжатого воздуха в камеру сгорания, по крайней мере один перепускной канал рабочих газов из камеры сгорания, расположенный в начале зоны увеличения объема в цилиндре и по крайней мере одно выпускное окно, расположенное в конце зоны уменьшения объема в цилиндре;

наличие торцевых крышек, содержащих цилиндрические кулачки, расположенные на одной оси с осью цилиндра;

привод в движение каждой лопасти с помощью двух цилиндрических кулачков;

возможность изменения мощности двигателя посредством регулирования давления сжатого воздуха и количества топлива подаваемого в камеру сгорания.

Работа двигателя внутреннего сгорания по изобретению осуществляется следующим образом и будет показана на примере роторно-лопастного двигателя с отдельной вращающейся камерой сгорания (Фиг. 1 и 2):

Работа роторно-лопастного двигателя с отдельной вращающейся камерой сгорания (Фиг. 1 и 2) осуществляется следующим образом. Компрессор создает необходимое давление воздуха в ресивере, связанного трубопроводом с впускным каналом 8. Камера сгорания 7, приводимая в движение шестернями 12 и 13, при вращении соединяется с впускным каналом 8. Сжатый воздух поступает в камеру сгорания 7, впускной канал 8 закрывается, форсунка 9 подает топливо. Образовавшаяся рабочая смесь воспламеняется, происходит сгорание. Камера сгорания 7 продолжает вращение и соединяется с перепускным каналом 10. Образующиеся в процессе сгорания газы через перепускной канал 10 попадают в цилиндр, расширяясь, создают давление на лопасть 5 и совершают работу, направленную на вращение ротора 3. Объем увеличивается, начинается расширение. Ротор 3 продолжает вращение, первая лопасть открывает выпускное окно 11, через которое осуществляется удаление продуктов сгорания. Объем начинает уменьшаться, вторая лопасть закрывает выпускное окно 11.

Таким образом, двигатель внутреннего сгорания по изобретению обеспечивает возможность достижения требуемого технического результата, а именно упрощение конструкции и материалоемкости путем уменьшения количества деталей, их массы и повышения его компактности.

Отдельные детали и узлы заявляемого двигателя внутреннего сгорания могут быть изготовлены с использованием известных в машиностроительной отрасли материалов и технологий.

Конкретные размеры и отдельные особенности конструктивного исполнения отдельных деталей и узлов могут быть выбраны из стандартных типоразмеров и стандартов промышленного машиностроения.

ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ

1. US №6539913, F02B 53/00, опубл. 01.04.03.

1. Роторно-лопастной двигатель с отдельной вращающейся камерой сгорания, содержащий воздушный компрессор с ресивером, служащий для создания необходимого давления воздуха в камере сгорания, корпус цилиндра с торцевыми крышками и цилиндрический ротор с валом, установленный с эксцентриситетом по отношению к внутренней поверхности цилиндра, отличающийся тем, что корпус цилиндра содержит отдельную вращающуюся камеру сгорания, выполненную с возможностью привода от вала ротора, впускной канал сжатого воздуха в камеру сгорания, по крайней мере один перепускной канал рабочих газов из камеры сгорания, расположенный в начале зоны увеличения объема в цилиндре, и по крайней мере одно выпускное окно, расположенное в конце зоны уменьшения объема в цилиндре, каждая торцевая крышка содержит цилиндрический кулачок, расположенный на одной оси с осью цилиндра, ротор разделен пазами по крайней мере на два равных сектора, в которых расположены лопасти, каждая лопасть приводится в движение с помощью двух цилиндрических кулачков.

2. Роторно-лопастной двигатель с отдельной вращающейся камерой сгорания по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью изменения мощности двигателя посредством регулирования давления сжатого воздуха и количества топлива, подаваемого в камеру сгорания.

Изобретение относится к двигателестроению. Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания содержит корпус с рабочим кольцом, рабочими полостями и камерами сгорания, фиксирующий механизм и свечи зажигания.

Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания // 2597333

Изобретение относится к двигателестроению. Двигатель содержит корпус с рабочим кольцом и рабочие полости.

Роторный двигатель внутреннего сгорания // 2578241

Изобретение относится к роторному двигателю внутреннего сгорания, включающему секцию мотора, секцию компрессора и секцию связующих шестерен. В секциях мотора и компрессора заключены роторы, размещенные с зазором между собой и корпусом.

Роторный двигатель и его роторный узел // 2577912

Изобретение относится к роторному двигателю, содержащему роторный узел сжатия воздуха и силовой роторный узел. Силовой роторный узел выполнен с возможностью движения скоординированно с роторным узлом сжатия воздуха.

Гибридный двигатель внутреннего сгорания // 2570542

Изобретение относится к конструкции двигателя внутреннего сгорания. Двигатель включает корпус и планетарный зубчатый механизм.

Роторно-поршневой двигатель // 2565486

Изобретение относится к роторно-поршневому двигателю, включающему в себя ступень сжатия, ступень расширения, а также камеру воспламенения для воспламенения и сжигания рабочего газа.

Машина и двигатель внутреннего сгорания на ее основе // 2565347

Изобретение относится к машиностроению. Машина предназначена как для преобразования разницы давления газообразных либо жидких сред во вращение вала, так и для преобразования вращения вала в давление этих сред.

Роторная машина // 2564172

Изобретение относится к машиностроению. Роторная машина включает рабочую ступень.

Роторный двигатель внутреннего сгорания // 2551718

Изобретение относится к роторному двигателю внутреннего сгорания. Двигатель выполнен с внешней камерой сгорания, с возможностью применения паровой фазы и работы на углеводородном топливе или на водородно-кислородной смеси.

Роторный двухкамерный двигатель внутреннего сгорания // 2539412

Изобретение относится к двигателестроению. Роторный двухкамерный двигатель внутреннего сгорания содержит ротор, разделительные колеса и шестерни сопряжения, расположенные в неподвижном статоре-картере с впускными, выпускными отверстиями и камерой сгорания.

Двухроторный механизм двигателя внутреннего сгорания // 2606833

Изобретение относится к двигателестроению. Двухроторный механизм двигателя внутреннего сгорания с отделенным тактом сгорания имеет корпус. В корпусе выполнены цилиндры компрессора-сжигателя и тепловой машины. В цилиндрах размещены роторы, образующие полость всасывания-сжатия и полость рабочего хода–выпуска. В полости всасывания-сжатия имеется окно впуска, форсунка и источник воспламенения. В полости рабочего хода-выпуска имеются окна впуска и выпуска. Роторы имеют одинаковое число радиальных пазов и пластин. Перед пазами на роторе компрессора-сжигателя по ходу его вращения выполнены камеры сгорания. Цилиндр компрессора-сжигателя соединен с рабочей полостью машины каналом, начинающимся после завершения фазы сгорания в перемычке между цилиндрами и представляющим собой углубление, выполненное на цилиндрической поверхности компрессора-сжигателя с глубиной, в начале равной толщине перемычки, и продолжающимся по цилиндрической поверхности компрессора-сжигателя по ходу вращения ротора с той же или уменьшающейся глубиной, и заканчивающимся не доходя до геометрического начала полости всасывания-сжатия. Техническим результатом является повышение мощности, крутящего момента и КПД двигателя, а также снижение содержания вредных веществ в отработанных газах. 5 ил.

Двух-роторный двигатель "восьмерка" // 2609272

Изобретение относится к машиностроению. Двухроторный двигатель с отделенным процессом сгорания является двигателем роторного типа и состоит из пары двухкамерных блоков в картере в форме восьмерки с камерами «впуск-сжатие» и «рабочий ход-выпуск», а также механизма газораспределения. Замкнутые переменные объемы образованы статором и двумя круговыми роторами с расположенными на них и сопрягаемыми между собой выступающими секторами. Сектора выполняют роль поршней. Рабочий цикл двигателя состоит из пяти тактов за один оборот рабочего ротора: всасывание, сжатие, сгорание, расширение и выпуск. Наличие вынесенных камер сгорания обеспечивает реализацию «отделенного процесса сгорания». Используется эффект детонации топлива в замкнутом объеме со сгоранием топлива даже при очень бедной рабочей смеси. Горячие газы уже сгоревшего в камерах сгорания топлива поступают в камеру «рабочий ход», где происходит впрыск воды и использование водяного пара для утилизации температуры стенок рабочего объема и охлаждения рабочих газов. Объем камеры «впуск-сжатие» выполняется меньше объема «рабочий ход-выпуск» для получения оптимального соотношения объема воздушного заряда и объема полезного расширения полученных рабочих газов и водяного пара. Техническим результатом является упрощение конструкции и повышение КПД двигателя. 11 ил.

Двигатель внутреннего сгорания // 2613753

Изобретение относится к машиностроению. Двигатель внутреннего сгорания содержит рабочие камеры, выполненные в виде лопастей поршни, промежуточный вал, выходной вал с маховиком, размещенный в картере механизм преобразования вращательно-возвратного движения промежуточного вала во вращение выходного вала, выполненный в виде сферического механизма, впускной и выпускной воздуховоды, впускные и выпускные клапаны рабочих камер, ресивер. Рабочие камеры размещены попарно в секторах полых колец. Поршни попарно объединены в одной детали – бипоршне. Каждый бипоршень жестко установлен на промежуточном валу. Сферический механизм включает промежуточный вал, жестко закрепленный на выходном валу кривошип и поводок. Поводок шарнирно соединен с промежуточным валом и кривошипом. В каждом из секторов полого кольца одна из камер является рабочей камерой двигателя, а вторая - рабочей камерой компрессора. Рабочая камера компрессора взаимодействует через впускной клапан с впускным воздуховодом, а через выпускной клапан - с полостью ресивера. Ресивер взаимодействует с рабочими камерами двигателя через их впускные клапаны. Техническим результатом является упрощение конструкции при увеличении мощности двигателя. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Трёхроторный механизм двигателя внутреннего сгорания // 2615855

Изобретение относится к двигателестроению. Трехроторный механизм двигателя внутреннего сгорания с отделенным тактом сгорания имеет корпус. В корпусе выполнены три цилиндра, в центре - цилиндр тепловой машины, а в противоположных от него сторонах - цилиндры компрессоров-сжигателей. В цилиндрах размещены роторы, имеющие по два, по три или по четыре радиальных паза, а также пластины, установленные в пазы. Перед пазами на роторах компрессоров-сжигателей по ходу их вращения выполнены камеры сгорания. Цилиндры компрессоров-сжигателей соединены с рабочими полостями машины каналами. Каналы начинаются после завершения фазы сгорания в перемычках между цилиндрами и представляют собой углубления, выполненные на цилиндрических поверхностях компрессоров-сжигателей, с глубинами в начале, равными толщинам перемычек. Каналы продолжаются по цилиндрическим поверхностям компрессоров-сжигателей по ходу вращения роторов с той же или уменьшающейся глубиной, с той же или уменьшающейся площадью сечения. Каналы заканчиваются, не доходя до геометрических начал полостей всасывания - сжатия компрессоров-сжигателей. Техническим результатом является повышение удельной мощности и крутящего момента. 5 ил.

Роторный дизельный двигатель "рдм" // 2618130

Изобретение относится к роторным дизельным двигателям «РДМ». Техническим результатом является повышение экономичности. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель включает всасывающий и выхлопной блоки камер, выполненные в виде цилиндров с установленными в них на составном двухколенном валу крестообразными роторами с роликами уплотнения. Опорный диск разделяет рабочие камеры выхлопного и всасывающего блока. Клапаны газораспределения выполнены плоскими, крестообразными. 9 з.п. ф-лы, 23 ил., 1 табл.

Роторный двигатель внутреннего сгорания // 2622348

Изобретение относится к двигателестроению. Роторный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус, состоящий из двух секций 1 и 2 с полостями сжатия и расширения, перегородку 3, крышки 4 и 5, вал 6, роторы 8 и 9 в виде дисков, поворотные заслонки 11, 12, 13 и 14, систему подачи топлива, систему зажигания. Две заслонки 11 и 12 размещены на одном валу 15, закрепленном между крышками 4 и 5. Одна из заслонок находится в контакте с одним ротором, другая - с другим. Устройство уплотнения заслонок с роторами содержит пластину 16, размещенную в пазу, выполненном в заслонке со стороны ротора. Пластина 16 поджата пружиной 17, закрепленной на противоположной поверхности заслонки, посредством штифта 18, размещенного в сквозном отверстии заслонки. Радиальные уплотнения заслонок содержат пластину 19 со скосом, размещенную в пазу корпуса, и ряд отверстий 20. Отверстия 20 выполнены со стороны внутренней цилиндрической поверхности сектора корпуса таким образом, что скос пластины находится в зоне отверстий. Боковые уплотнения ротора содержат сектор 29, размещенный в кольцевой проточке крышки и поджатый к ротору посредством штифтов 31, размещенных в сквозных отверстиях крышки, пружинами 30. Пружины 30 закреплены с наружной стороны крышки. Техническим результатом является упрощение конструкции, повышение экономичности и надежности двигателя. 8 ил.

Роторный двигатель внутреннего сгорания // 2626272

Изобретение относится к роторным двигателям внутреннего сгорания с разделенным циклом. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что рабочая камера двигателя, где происходит преобразование энергии газов горения во вращение ротора, и камера, где происходит подготовка и сгорание топливной смеси, разделены и имеют независимые объемы. Таким образом, в цикле расширения, в котором энергия продуктов сгорания преобразуется во вращение ротора, используется весь объем рабочей камеры, которая не зависит от размеров камеры, где происходит подготовка и сжигание горючей смеси, что позволяет создать рабочую камеру такого размера, что на выходе отработанные газы будут на уровне атмосферного давления и, следовательно, в данном двигателе будет возможно максимально использовать энергию давления газов сгорания топлива при преобразовании ее в механическую работу. Продукты сгорания перетекают из топливной камеры в рабочую камеру через тело ротора и выходят под давлением из сопла, расположенного в крыле ротора. 26 ил.

Роторный двигатель внутреннего сгорания // 2643274

Изобретение относится к двигателестроению. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что роторный двигатель внутреннего сгорания содержит однотипные эксцентричные роторы, выполняющие функции компрессора, газогенератора, исполнительного агрегата. В газогенераторе подготавливают топливно-воздушную смесь, ее сжигают, и рабочие газы подают в исполнительный агрегат, имеющий механическую связь с валом отбора мощности. При этом газогенератор и исполнительный агрегат образуют секции, секции делятся на рабочие и сервисные, и каждая рабочая секция служит для привода своего движителя. Сервисная секция служит для привода компрессора, закачивающего воздух в ресивер. Для запуска двигателя подают сжатый воздух из ресивера в газогенераторы рабочих и сервисной секций. Управление оборотами ротора газогенератора и достижение требуемой мощности исполнительного агрегата осуществляется путем изменения количества сжатого воздуха, подаваемого из ресивера. Для включения или выключения рабочих или сервисной секций включают или отключают подачу сжатого воздуха на соответствующий роторный газогенератор. Изобретение позволяет создать экологически чистый роторный двигатель с высокой удельной мощностью, высоким КПД и длительным ресурсом. 3 ил.

Пародизель // 2644644

Изобретение относится к области двигателестроения. Техническим результатом является упрощение узла для подачи охлаждающей рабочей среды (ОРС) в двигатель. Сущность изобретения заключается в том, что пародизель, выполненный в виде роторного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) содержит цилиндрический корпус 1, жестко закрепленную к нему боковую часть корпуса 2 с цилиндрическим выступом, с образованием кольцевой камеры 3, в которой расположены поршни 4 ротора 5, жестко закрепленного с валом 6. К валу жестко крепятся профилированные диски 7 с отрицательными кулачками 8, воздействующими на подпружиненные толкатели 9, с головками 10 и роликами 11, установленными в вилке 12. В цилиндрическом корпусе установлен канал входа 13 для атмосферного воздуха и канал выхода 14 для удаления продуктов сгорания. В камере сгорания 15 установлена форсунка, а также впускной 16 и выпускной 17 клапаны. В штоке 18 выпускного клапана, установленного в гильзе 19, содержится осевое отверстие 20, а также радиальные отверстия 21 с канавкой 22, выполненные с возможностью периодического соединения осевого отверстия штока с каналом подвода 23 ОРС. В тарелке 24 выпускного клапана установлен распылитель 25. Перед каналом подвода ОРС содержится гидрофор, на выходе из гидрофора содержится отсекатель подачи ОРС, работа которого связана с положением рейки топливного насоса высокого давления (ТНВД). 16 ил.

Трёхзонный многолопастный роторный двигатель внутреннего сгорания // 2645784

Изобретение относится к области роторных двигателей внутреннего сгорания с разделенным циклом. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что камера сжатия, где происходит засасывание в двигатель воздуха, рабочая камера двигателя, где происходит преобразование энергии газов горения во вращение ротора, и камера, где происходит зажигание топливной смеси, разделены и имеют независимые объемы и располагаются в разных частях двигателя. Газы горения топлива перетекают из топливной камеры в рабочие камеры через тело ротора и выходят под давлением из сопел, расположенных в крыльях ротора. На один оборот вала представляемый двигатель осуществляет количество рабочих циклов, равное количеству лопастей, образующих камеры расширения. 7 з.п. ф-лы, 33 ил.