Роторный двигатель

Изобретение относится к роторному двигателю. Двигатель (110) содержит корпус (112) с внутренним дисковым ротором (120) на приводном валу (114). Ротор (120) имеет поршень (116). Вокруг ротора (120) расположена кольцевая рабочая камера (118) с впускным отверстием (142) и выпускным отверстием (132). Перед отверстием (142) расположен проходной клапан (130), выполненный с обеспечением возможности прохода поршня (116) и закрытия камеры (118) после его прохождения. Отверстие (142) соединено с внешней камерой (140) сгорания для введения рабочей среды в камеру (118). Камера (140) содержит поворотный разгрузочный клапан (156) для управления впуском воздуха через впускное отверстие (146) и в камеру (140), а также поворотный питательный клапан (158) для закрытия или открытия впускного отверстия (142) в камеру (118). Камера (140) содержит стержень (150) сжатия для повышения степени сжатия в камере (140). Стержень (150) выполнен с возможностью проталкивания в камеру (140) между клапаном (156) для управления впуском воздуха через отверстие (146) и в камеру (140) и клапаном (158) для закрытия или открытия отверстия (142) в камеру (118). Изобретение направлено на создание экономичного роторного двигателя с низкими производственными и эксплуатационными расходами. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Настоящее изобретение относится к роторному двигателю, содержащему неподвижный цилиндрический корпус с установленным внутри на приводном валу, в целом, дисковым ротором, причем ротор имеет поршень, а вокруг ротора расположена кольцевая рабочая камера с впускным отверстием и выпускным отверстием, соответственно, для подвода и отвода соответствующей приводящей в действие среды, причем перед впускным отверстием рабочей камеры расположен проходной клапан, выполненный с возможностью обеспечения прохождения поршня и закрытия рабочей камеры после прохождения поршня.

Традиционный поршневой двигатель содержит коленчатый вал, шатун и поршень. Шатун передает коленчатому валу тепловую энергию в виде работы, доставляемую поршню. Поршень все время перемещается вверх и вниз по одному и тому же пути, а коленчатый вал принудительно перемещается по кругу, в результате геометрии соединения шатуна и коленчатого вала.

Существует много различных поршневых двигателей, но есть два основных типа (четырехтактные и двухтактные двигатели). Они работают следующим образом. Поршень начинает перемещаться сверху вниз и всасывает воздух, возможно, топливо (для двухтактных двигателей воздух будет всасываться под поршень в предыдущем такте, причем, когда поршень перемещается вниз, воздух выпускается над поршнем при приближении поршня к нижней точке). Когда поршень достигает нижней точки, он останавливается и снова начинает движение, на этот раз в противоположном направлении. По пути воздух сжимается, а когда поршень достигает верхней точки и смесь воздух / топливо поджигается, топливо может быть впрыснуто в тех случаях, когда температура сжатия достаточна для воспламенения топлива, например, в дизельных двигателях.

Если это относится к четырехтактным двигателям, то двигатель будет использовать следующий такт, чтобы избавиться от выхлопных газов. В случае двухтактного двигателя это будет происходить в нижней части такта. В большинстве поршневых двигателей сжатие будет происходить в том же цилиндре, в котором выполняется работа.

В большинстве поршневых двигателей соотношение между объемом сжатия и объемом рабочего цилиндра будет постоянным (некоторые двигатели будут иметь переменные фазы газораспределения, но чтобы компенсировать негативное влияние этого, оно по-прежнему будет физически постоянным). В большинстве поршневых двигателей каждый поршень останавливается два раза за один оборот, а затем ускоряется (это не относится к двигателям Ванкеля, они являются эксцентричными).

В большинстве поршневых двигателей при постоянной скорости вращения (об./мин.) скорость поршня будет также изменяться, причем большинство поршневых двигателей используют поршневые кольца для уплотнения и расположения поршня относительно цилиндра.

Из предшествующего уровня техники ссылка сделана на патент США №596131 А, заявку на патент США №2013/092122 А1, патент США №1101794 А, патент США №708415 А, патент США №1027182 А, патент США №1242693 А, патент США №1406140 А и международную патентную публикацию №2011/099885 А1. Во всех этих документах описаны различные типы роторных двигателей.

Настоящее изобретение относится к двигателю с кольцевой рабочей камерой, в которой поршень вращается под постоянным углом к приводному валу / коленчатому валу в течение всего перемещения на 360° градусов / оборота. Из этого перемещения, как правило, 250° градусов / оборота (не ограничиваясь этим) будет относиться к выдаче мощности, причем следующий цикл такта начинается сразу после прохождения верхней мертвой точки и после того, как управляющий / проходной клапан закрывается. Это первое преимущество по сравнению с традиционным поршневым двигателем, который использует только 90-180°.

В настоящем техническом решении поршень имеет приблизительно одинаковую скорость на протяжении всего оборота и, по этой причине, к поршню нужно только доставлять энергию, которая необходима для компенсации потери скорости, которая отдается в механическую работу двигателя. В традиционном поршневом двигателе поршень имеет неравномерную скорость, и этот двигатель должен доставлять энергию для ускорения поршня / шатуна, начиная от полной остановки, дважды за оборот в 360 градусов (в ВМТ и НМТ). Это второе преимущество по сравнению с традиционным поршневым двигателем.

Форма / геометрия поршня задает форму кольцевой рабочей камеры. Где-то на внешнем диаметре кольцевой рабочей камеры расположен регулирующий / проходной клапан, который обеспечивает возможность прохождения поршня. Именно этот клапан гарантирует, что поршень может выполнять периодическую работу на каждом обороте. Перед клапаном или в виде его части расположено выпускное отверстие для выхлопных газов. В целом, энергия не используется в виде механической работы, в связи с контролем выхлопа. Сразу же после этого регулирующего / проходного клапана расположено впускное отверстие из камеры сгорания, куда подается энергия для создания вращения поршня. Среднее давление, доставляемое из камеры сгорания, умноженное на площадь проекции поршня, дает мощность двигателя в соответствующий момент времени. Камера сгорания предпочтительно отделена от рабочей камеры и расположена в непосредственной близости от наружного диаметра кольцевой рабочей камеры. Камера сгорания может иметь фиксированный или регулируемый объем, который может быть независимым от цилиндрического объема двигателя, но обычно составляет 1:10 от цилиндрического объема двигателя.

Камера сгорания содержит один или несколько клапанов, причем один или несколько из них выполнены в виде поворотного клапана. Воздух для горения подается в камеру сгорания из источника давления, который может представлять собой компрессор, встроенный в двигатель, установленный снаружи и/или вместе с внешним сосудом высокого давления, который имеет один или несколько источников для генерации воздуха под давлением. Кроме того, камера сгорания может иметь узел сжатия, выполненный, например, в виде стержня. Этот стержень может быть принудительно перемещен в камеру сгорания для повышения степени сжатия и, тем самым, начальной температуры горения. Это означает, что коэффициент сжатия / температура воспламенения также могут быть использованы в тех ситуациях, когда топливо имеет высокую температуру самовоспламенения, как, например, бензин или природный газ. Настоящий двигатель, следовательно, потенциально имеет значительно улучшенный коэффициент полезного действия, по сравнению с традиционными двигателями, когда используются такие виды топлива. В традиционных двигателях возникают серьезные проблемы, связанные с высоким коэффициентом сжатия / температурой пуска. Так как двигатель и камера сгорания являются частью одного и того же «двигателя в сборе», последний должен быть рассчитан для выдерживания огромной нагрузки, к которой приводит увеличенное сжатие. Это является третьим преимуществом двигателя по сравнению с существующими коммерческими двигателями.

Клапаны в камере сгорания можно регулировать отдельно друг от друга, так что для достижения оптимального горения можно регулировать условия горения. Топливо можно вводить непосредственно в камеру сгорания, а момент впрыска можно регулировать. В зависимости от условий самовоспламенения (воспламенения от сжатия, как упоминалось выше) в камере сгорания, как правило, будет использоваться отдельный источник воспламенения, соответствующий свече зажигания.

Техническая задача настоящего изобретения состоит в создании двигателя внутреннего сгорания роторного типа, который использует значительно меньше энергии, чем современные двигатели внутреннего сгорания. Двигатель имеет значительно более низкие производственные и эксплуатационные расходы, по сравнению с существующими двигателями. Двигатель первоначально предназначен для использования при приведении в действие генераторов или при замене для двигателей внутреннего сгорания в современных гибридных двигательных установках. Также имеют место и другие применения.

Указанная выше задача и другие преимущества достигаются с помощью роторного двигателя, содержащего неподвижный цилиндрический корпус с внутренним дисковым ротором, установленным на приводном валу, причем ротор имеет поршень, а вокруг ротора расположена кольцевая рабочая камера с впускным и выпускным отверстиями, соответственно, для подвода и отвода соответствующей рабочей среды, причем перед впускным отверстием в рабочую камеру установлен проходной клапан, выполненный с возможностью обеспечения прохождения поршня и закрытия рабочей камеры после того, как поршень прошел, причем двигатель отличается тем, что впускное отверстие соединено с внешней камерой сгорания для введения рабочей среды в рабочую камеру, при этом камера сгорания содержит средство для повышения степени сжатия в камере сгорания, а указанное средство содержит стержень сжатия или поршень сжатия, выполненный с возможностью вталкивания в камеру сгорания для повышения степени сжатия.

Альтернативные варианты выполнения изобретения приведены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.

В одном варианте выполнения двигателя в цилиндрическом корпусе может быть расположен ползун, причем ползун выполнен с возможностью управления вставлением стержня сжатия, при этом перемещение ползуна может регулироваться с помощью кулачкового диска, установленного на приводном валу.

Проходной клапан может быть выполнен в виде установленного на пружине клапана наклона в углублении на наружной поверхности рабочей камеры, выступающего наружу в рабочую камеру, причем клапан может принудительно вводиться или проталкиваться в углубление, чтобы обеспечить проход поршня.

Кроме того, проходной клапан может быть соединен с коромыслом, которое выполнено с возможностью находиться под воздействием кулачкового диска при вращении приводного вала и передавать синхронные движения проходному клапану.

В одном варианте выполнения коромысло и кулачковый диск могут быть расположены в пространстве, расположенном рядом с рабочей камерой, причем расположенные рядом пространство и рабочая камера ограничены внутренней стенкой.

Кроме того, проходной клапан может быть установлен на шарнире на одном конце и может иметь внешнюю форму, соответствующую углублению, и внутреннюю форму, соответствующую радиусу рабочей камеры.

Проходной клапан также может иметь проходное отверстие, выполненное с возможностью пропускания выхлопных газов, причем указанное отверстие соответствует выхлопному отверстию двигателя.

Камера сгорания двигателя может иметь несколько впускных отверстий, соответственно, для воздуха и топлива, которые расположены с обеспечением превращения смеси воздуха и топлива в энергию давления, а также клапан для регулирования энергии через впускное отверстие и в рабочей камере для приведения в действие поршня.

Клапан для управления энергией через впускное отверстие в рабочую камеру может, в одном варианте выполнения, представлять собой поворотный клапан, который управляется в соответствии с вращением поршня.

В этом случае поворотный клапан может быть соединен с приводным ремнем, который приводится в действие во время вращения приводного вала, причем приводной ремень соединен с первым приводным шкивом, установленным на приводном валу, и со вторым приводным шкивом, соединенным с поворотным клапаном.

Объем камеры сгорания может быть независим от объема рабочей камеры. Например, объем камеры сгорания может быть 1:10 от объема рабочей камеры.

Кроме того, камера сгорания может содержать несколько клапанов для управления впуском воздуха и впрыском топлива, причем клапаны выполнены с возможностью регулирования по отдельности, так что условия сгорания могут быть отрегулированы для достижения оптимального горения.

Камера сгорания также может быть соединена с внешним источником давления для подачи воздуха для горения в камеру сгорания. Например, указанный внешний источник давления может представлять собой компрессор или резервуар под давлением.

Поршень может быть выполнен в виде лопатки или выступа на роторе.

Кроме того, проходной клапан может быть помещен в ВМТ рабочей камеры двигателя или расположен вблизи нее.

В других вариантах выполнения проходной клапан может быть выполнен в виде ползуна или стержня, который может проталкиваться в отверстие или в углубление внутри рабочей камеры, причем проходной клапан, под действием силы пружины, выполнен с возможностью выталкивания из отверстия и, под действием ротора, выполнен с возможностью вталкивания в отверстие. Внешняя камера сгорания может содержать поворотный разгрузочный клапан для управления подачей воздуха через впускное отверстие в камеру сгорания, а также поворотный питательный клапан для закрытия или открытия впускного отверстия в рабочую камеру.

Указанные разгрузочный клапан и питательный клапан могут быть выполнены в виде поворотных валов с соответствующими проходящими через них сквозными отверстиями.

Стержень сжатия может быть выполнен в виде стержня или прута, который может быть выполнен с возможностью вталкивания в камеру сгорания между поворотным разгрузочным клапаном для управления подачей воздуха через впускное отверстие в камеру сгорания и поворотным питательным клапаном для закрытия или открытия впускного отверстия в рабочую камеру.

Ротор может, в целом, иметь форму диска, причем поршень выполнен в виде поперечной кромки на роторе, в результате чего радиус ротора максимален в области поршня, а затем постепенно уменьшается вокруг ротора в направлении его приведения в действие.

Для балансировки ротора, ротор может дополнительно содержать углубление или отверстие с удаленной массой.

Ниже изобретение описано более подробно с помощью прилагаемых чертежей, на которых:

Фиг. 1 представляет собой разрез первого варианта выполнения двигателя, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 2 и 3 представляют собой разрезы через рабочую камеру двигателя, изображенного на Фиг. 1, где поршень показан на начальных этапах рабочего такта.

Фиг. 4 представляет собой соответствующий разрез через рабочую камеру двигателя, изображенного на Фиг. 1, где поршень показан приближающимся к концу рабочего такта.

Фиг. 5, 6 и 7 представляют собой разрезы второго варианта выполнения двигателя, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 8 представляет собой продольный разрез второго варианта выполнения двигателя, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.

Как показано на Фиг. 1, предложенный двигатель 10 содержит корпус или цилиндрический корпус 12 с частично или полностью проходящим через него приводным валом 14. Цилиндрический корпус 12 разделен на несколько отсеков, причем рабочая камера 18 с ротором 20, имеющим поршень 16, расположена в основном по центру цилиндрического корпуса. Рядом с рабочей камерой 18 предусмотрен второй отсек 19, оборудованный средствами для управления проходным клапаном для поршня 16. Рабочая камера 18 и соседний отсек 19 предпочтительно разделены внутренней стенкой 13. Приводной вал 14 проходит через внутреннюю стенку 13 и известным способом закреплен с помощью подшипников 72, 74 в цилиндрическом корпусе 12, а также может, как вариант, быть установлен в одном непрерывном отверстии во внутренней стенке 13.

Ротор 20 имеет дисковую форму, а рабочая камера 18 сформирована с соответствующей кольцевой формой, однако, с большим диаметром, так что рабочая камера 18 ограничивает закрываемое пространство кольцевой цилиндрической формы, в котором может вращаться поршень 16. Поршень 16 присоединен к ротору 20 и может быть выполнен, например, в виде выступа или лопатки, заполняющей указанное пространство кольцевой цилиндрической формы, которое образует рабочую камеру 18. Поршень 16 может быть установлен на роторе 20 или может быть выполнен с ротором как одно целое.

Как уже упоминалось, в рабочей камере 18 предусмотрен проходной клапан 30, который выполнен с возможностью обеспечения прохождения поршня 16 и закрытия рабочей камеры 18 после того, как прошел поршень 16. Этот проходной клапан (или регулирующий клапан) может быть выполнен в форме клапана 30 наклона, который установлен подпружиненным в углублении 34 изнутри в наружной поверхности 18а рабочей камеры, и который может быть протолкнут или принудительно перемещен в углубление 34. Клапан 30 наклона имеет внутреннюю поверхность с тем же радиусом, что и радиус внутри наружной поверхности 18а рабочей камеры, так что поршень 16 может беспрепятственно проходить, и имеет высоту, достаточную для закрытия рабочей камеры 18 после того, как поршень 16 уже прошел.

Для управления клапаном 30 наклона в соответствии с вращением поршня 16, соседний отсек 19 снабжен кулачковым диском 21, который поворачивается вместе с приводным валом 14. Поворот кулачкового диска 21 передается коромыслу 31 в соседнем отсеке 19, которое, в свою очередь, передает это движение клапану 30 наклона. Клапан 30 наклона в рабочей камере 18 может быть установлен на валу 36, а коромысло 31 в соседнем отсеке 19 также может быть установлено на том же самом валу. Таким образом, вал 36 может проходить через внутреннюю стенку 13. Также возможны и другие способы передачи движения от коромысла 31 клапану 30 наклона, например, коромысло имеет стержень, который проходит через внутреннюю стенку 13 и толкает клапан 30 наклона.

Клапан 30 наклона также может регулироваться независимо от вращения приводного вала 14, например, посредством внешнего приводного устройства, или управляться электронным способом, если это необходимо или желательно. Таким образом, вращение ротора, движение поршня или вращение приводного вала можно контролировать, а сигналы для активации или управления клапаном 30 наклона можно передавать.

Двигатель 10 содержит, в верхней части цилиндрического корпуса 12, как показано на Фиг. 1, камеру 40 сгорания, которая известным образом выполнена с возможностью смешивания, соответственно, воздуха и топлива, и превращения смеси воздуха и топлива в энергию давления, которую подают в рабочую камеру 18. Воздух и топливо подаются в камеру 40 сгорания через соответствующие впускные отверстия 46,48. Энергия давления подается из камеры 40 сгорания в рабочую камеру 18 через одно или несколько впускных отверстий 42. Для управления энергией, подаваемой через впускное отверстие 42 и в рабочую камеру 18 для работы поршня 16, в камере 40 сгорания предусмотрен клапан 44. Клапан 44 также может быть выполнен с возможностью присоединения к камере 40 сгорания.

В одном варианте выполнения изобретения клапан 44 для управления энергией через впускное отверстие 42 в рабочую камеру 18 может представлять собой поворотный клапан 44, который управляется с помощью приводного вала 14 с помощью приводного ремня, такого как зубчатый ремень или цепь. Он также может управляться независимо от приводного вала с помощью внешнего приводного устройства, или управляться электронным способом, если это необходимо, как описано в связи с клапаном наклона.

Как показано на слева на Фиг. 1, первый приводной шкив 64 прикреплен к приводному валу 14 и вращается вместе с этим. Кроме того, приводной ремень 66 соединяет первый приводной шкив 64 со вторым приводным шкивом 62, соединенным с поворотным клапаном 44. При вращении поршня 16, что, тем самым, приводит в движение ротор 20 и связанный с ним приводной вал 14, поворотный клапан 44 через приводной ремень 66, синхронно с вращением поршня 16, будет открываться для впуска через впускное отверстие 42 в рабочую камеру 18.

Выброс выхлопных газов из рабочей камеры 18 происходит через одно или несколько выпускных отверстий 32, которые, предпочтительно, расположены в той же области, что и проходной клапан 30. По этой причине проходной клапан 30 предпочтительно имеет проходное отверстие 30а, которое совпадает с выпускным отверстием 32. Выброс выхлопных газов, таким образом, может быть осуществлен независимо от того, находится ли проходной клапан в закрытом или открытом положении.

Кроме того, камера 40 сгорания может содержать средство для увеличения степени сжатия в камере 40 сгорания. В одном варианте выполнения указанное средство содержит стержень 50 сжатия или т.п., выполненный с возможностью проталкивания в камеру 40 сгорания, чтобы увеличить степень сжатия. Стержнем 50 сжатия можно, как показано на Фиг. 1, управлять с помощью ползуна 52 с наклонной боковой кромкой, который, при нажатии не него вверх или вниз, управляет проталкиванием или выталкиванием стержня 50 сжатия в камеру 40 сгорания или из нее. Ползун 50 может, как показано на чертеже, перемещаться вверх и вниз в канавке 56 цилиндрического корпуса 12. Термины «вверх» или «вниз» здесь следует понимать, как они показаны на чертеже.

Перемещением ползуна 52 можно, как показано на Фиг. 1, управлять с помощью кулачкового диска 54, установленного на приводном валу 14. Кроме того, им также можно управлять независимо от приводного вала с помощью внешнего приводного устройства, или управлять электронным способом, если это необходимо, как обсуждалось выше.

Примеры рабочего такта двигателя приведены ниже:

1. Сжатый воздух для горения подается в камеру 40 сгорания, при этом клапаны, такие как клапаны 46, 48 в камере сгорания, закрываются так, что камера становится герметичной.

2. В зависимости от топлива, стержень 50 сжатия вталкивается в камеру сгорания 40.

3. Поршень 16 приводится в положение, в котором он прошел впускное отверстие 42 из камеры 40 сгорания в рабочую камеру 18, как показано на Фиг. 2.

4. Подается топливо и используется, при необходимости, внешний источник зажигания.

5. Давление продуктов сгорания из камеры 40 сгорания выводится в рабочую камеру 18 путем открытия клапана 44.

6. Давление продуктов сгорания воздействует на площадь поверхности поршня и поршень 16 начинает поворачиваться.

7. В этот момент клапан 42 в рабочую камеру 18 закрывается, так что давление продуктов сгорания может создавать перемещение только в одном направлении, как показано на Фиг. 3.

8. Когда поршень 16 вращается, он толкает выхлопные газы от предыдущего рабочего такта впереди себя и из выпускного отверстия 32, которое расположено непосредственно перед клапаном 44, расположенным в рабочей камере 18 или рядом с ней.

9. Когда рабочий такт приближается к концу, непосредственно перед клапаном 44, расположенным в рабочей камере 18 или рядом с ней, в рабочей камере 18 открывается проходной клапан 30 и обеспечивает возможность прохождения через него поршня 16 так, что он находится в том же самом положении, что описано в п. 2 выше и как показано на Фиг. 4.

10. После этого, такты 2-8 повторяются до тех пор, пока не перекрывается доступ к топливу.

На Фиг. 5-8 изображен второй вариант выполнения двигателя 110, выполненного в соответствии с настоящим изобретением. Двигатель 110 работает, в принципе, таким же образом, как это описано в связи с первым вариантом выполнения, при этом соответствующие части не поясняются более подробно. Также могут быть предусмотрены комбинации первого и второго вариантов выполнения.

В дальнейшем, основные признаки второго варианта выполнения должны быть объяснены более подробно. Двигатель 110 содержит, соответствующим образом, корпус или цилиндрический корпус 112 с частично или полностью проходящим в него приводным валом 114. Цилиндрический корпус 112 разделен на несколько отсеков, из которых рабочая камера 118 с ротором 120 и установленным поршнем 116 расположена главным образом по центру в цилиндрическом корпусе.

Ротор 120 преимущественно имеет дисковую форму, но так, что поршень 116 выполнен в виде поперечной кромки на роторе. Радиус ротора 120 от, например, приводного вала 114, таким образом, является самым большим у поршня 116, а затем постепенно уменьшается вокруг ротора в направлении его привода. Уменьшение радиуса может быть выполнено полностью или частично вокруг ротора и, при необходимости, полностью вокруг к точке, расположенной непосредственно перед кромкой поршня 116. Поскольку масса ротора 120 будет больше в области поршня 116, ротор 120 может, поэтому, иметь углубление или отверстие 160 для его балансировки. Масса, которая удалена из углубления или отверстия 160, таким образом, выравнивает и уравновешивает ротор 120.

Вокруг ротора 120 соответствующим образом предусмотрена кольцевая рабочая камера 118 с впускным отверстием 142 и выпускным отверстием 132 для, соответственно, подвода и отвода соответствующей рабочей среды. Спереди впускного отверстия 142 в рабочую камеру 118 предусмотрен проходной клапан 130, выполненный с возможностью обеспечения прохождения поршня 116 и закрытия рабочей камеры 118 после того, как прошел поршень 116. Проходной клапан 130, в данном случае, выполнен в виде ползуна, стержня или тому подобного, установленного в отверстии, щели 134 или тому подобном внутри на внешней поверхности рабочей камеры 118 и, предпочтительно, подпружиненного. Проходной клапан 130 может управляться с помощью кулачкового вала (не показан) или другим способом с помощью ремня или цепи.

Впускное отверстие 142 предпочтительно расположено прилегающим к проходному клапану 130 таким образом, что создается настолько маленький объем, насколько это возможно. По этой причине, впускное отверстие 142 может быть несколько отклонено.

Камера 140 сгорания установлена снаружи цилиндрического корпуса 112. Камера 140 сгорания содержит впускное отверстие 146 для воздуха и впускное сопло 148 для топлива, а также, например, свечу 152 зажигания для воспламенения смеси воздуха и топлива. Вместо свечи зажигания могут, конечно, быть также использованы и другие источники воспламенения. Камера 140 сгорания также содержит выпускное отверстие 154 для сброса давления продуктов сгорания, которое соединено с впускным отверстием 142 в цилиндрическом корпусе 112.

Внешняя камера 140 сгорания дополнительно содержит разгрузочный клапан 156 для воздуха и питательный клапан 158 для подачи давления продуктов сгорания или энергии через выпускное отверстие 154 к впускному отверстию 142 в цилиндрическом корпусе 112 и в рабочую камеру 118. Разгрузочный клапан 156 и питательный клапан 158 могут, в простом варианте выполнения, быть выполнены в виде соответствующих поворотных валов, которые приводятся в движение ремнем или цепью, или каким-либо иным образом, в соответствии с вращением ротора 120, и которые имеют соответствующие сквозные отверстия 156а, 158а. Камера 140 сгорания дополнительно содержит, как описано выше, стержень сжатия или поршень 150 сжатия, выполненный с возможностью вталкивания в камеру 140 сгорания для увеличения степени сжатия.

В случае необходимости, разгрузочный клапан 156 и питательный клапан 158 могут работать синхронно или асинхронно.

На Фиг. 5 показано, что питательный клапан 158 закрыт, т.е. отверстие 158а повернуто таким образом, что смесь воздуха и топлива не может проходить, тогда как разгрузочный клапан 156 открыт, т.е. отверстие 156а повернуто таким образом, что воздух может проходить. На Фиг. 6 и разгрузочный клапан 156 и питательный клапан 158 закрыты и впускное сопло 148 подает топливо в камеру 140 сгорания. Впускное сопло 148 может подавать топливо в камеру 140 сгорания еще до того, как выпускной клапан закрывается. Для того чтобы увеличить степень сжатия, стержень 150 сжатия затем вталкивается в камеру 140 сгорания. Сжатая смесь воздуха и топлива воспламеняется с помощью свечи 152 зажигания и, как это показано на Фиг. 7 и 8, питательный клапан 158 открывается так, что отверстие 158а поворачивается в открытое положение, чтобы выпустить давление продуктов сгорания в рабочую камеру 118, после чего ротор 120, под действием поршня 116, приводится во вращение.

Как и все двигатели, настоящий двигатель, будь то первый или второй вариант выполнения, генерирует тепло. По этой причине может быть использована система охлаждения, например, система водяного охлаждения, которая принудительно пропускает воду через каналы 170 в цилиндрическом корпусе.

Управление различными клапанами, соплами и т.д. известным способом, прямо или косвенно управляется вращением ротора. В этом отношении любые подробности, опущенные в описании, считаются, таким образом, известными специалисту в данной области техники.

Кроме того, двигатель может содержать основание 180 или тому подобное для установки на другое оборудование, которое должно быть ведущим или ведомым.

1. Роторный двигатель (110), содержащий неподвижный цилиндрический корпус (112), имеющий внутренний дисковый ротор (120), установленный на приводном валу (114), причем ротор (120) имеет поршень (116) и вокруг ротора (120) расположена кольцевая рабочая камера (118) с впускным отверстием (142) и выпускным отверстием (132) соответственно для подвода и отвода соответствующей рабочей среды, причем перед впускным отверстием (142) рабочей камеры (118) расположен проходной клапан (130), выполненный с обеспечением возможности прохода поршня (116) и закрытия рабочей камеры (118) после прохождения поршня (116),

отличающийся тем, что впускное отверстие (142) цилиндрического корпуса (112) соединено с внешней камерой (140) сгорания для введения рабочей среды в рабочую камеру (118),

указанная внешняя камера (140) сгорания содержит поворотный разгрузочный клапан (156) для управления впуском воздуха через впускное отверстие (146) и в камеру сгорания, а также поворотный питательный клапан (158) для закрытия или открытия впускного отверстия (142) в рабочую камеру (118),

причем внешняя камера (140) сгорания содержит стержень (150) сжатия для повышения степени сжатия во внешней камере сгорания, причем указанный стержень (150) сжатия выполнен с возможностью проталкивания в камеру (140) сгорания между поворотным разгрузочным клапаном (156) для управления впуском воздуха через впускное отверстие (146) и в камеру сгорания и поворотным питательным клапаном (158) для закрытия или открытия впускного отверстия (142) в рабочую камеру (118).

2. Роторный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что спереди впускного отверстия (142) в рабочую камеру (118) установлен проходной клапан (130), выполненный с возможностью обеспечения прохождения поршня (116) и закрытия рабочей камеры (118) после того, как прошел поршень (116).

3. Роторный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что проходной клапан (130) выполнен в виде ползуна или стержня, который выполнен с возможностью проталкивания в отверстие (134) или в углубление внутри рабочей камеры (118), причем проходной клапан (130) выполнен так, что под действием силы пружины он выталкивается из отверстия (134), а под действием ротора (120) проталкивается в отверстие (134).

4. Роторный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что разгрузочный клапан (156) и питательный клапан (158) выполнены в виде поворотных валов с соответствующими сквозными отверстиями (156а, 158а).

5. Роторный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что ротор (120) имеет дисковую форму, при этом поршень (116) выполнен в виде поперечной кромки на роторе, так что радиус ротора (120) является наибольшим в области поршня (116), а затем постепенно уменьшается вокруг ротора (120) в направлении его приведения в действие.

6. Роторный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что ротор (120) содержит углубление или отверстие (160) с удаленной массой для балансировки ротора (120).



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к объемному роторно-поршневой двигателю. Двигатель включает впускной цилиндропоршневой блок для сжимания воздуха или жидкости по направлению к камере сгорания и расширения.

Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания роторного типа с искровым зажиганием с двойным центром вращения. Двигатель включает статор, имеющий центральный корпус статора (A1), первую боковую крышку (А2) и вторую боковую крышку.

Изобретение относится к области роторных двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является улучшение процесса сгорания топлива, увеличение индикаторной мощности, повышение коэффициента полезного действия.

Группа изобретений относится к устройству для машины смещающего типа. Устройство содержит две совместно непрерывно движущиеся детали.

Группа изобретений относится к роторно-лопастному двигателю. Двигатель имеет две пары лопастей на двух полых валах, делящих камеру на четыре рабочих камеры переменного объема, каналы и окна газообмена, механизм связи лопастей, выполненный неподвижным соединением водил двух планетарных кривошипно-шатунных механизмов, установленных с торцов камеры, предкамеру, вынесенную за пределы камеры, форсунку, установленную в предкамере, канал, соединяющий предкамеру с рабочей камерой и разделенный перегородкой на участок впуска и выпуска.

Группа изобретений относится к области машиностроения. Способ работы роторно-лопастной машины заключается в преобразовании энергии рабочего тела в энергию механического вращения вала и/или придания дополнительной энергии потоку рабочего тела.

Двигатель // 2560641
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания с вращающимися рабочими органами, и может быть использовано на сухопутных, морских и воздушных транспортных средствах.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к роторно-лопастным двигателям внутреннего сгорания с неравномерным движением лопастных рабочих органов в кольцевом рабочем пространстве корпуса.

Изобретение относится к объемным вращательным устройствам с осями вращения, смещенными относительно коллинеарного положения и, в предпочтительных вариантах, пересекающимися в центральной точке.

Изобретение относится к двигателестроению. Роторный двигатель содержит корпус с торцевыми стенками и внутренней тороидальной замкнутой поверхностью с впускными и выпускными штуцерами, левый и правый роторы, уплотнительные кольца, установленные в торцевых стенках, шестерни передачи крутящего момента выходному валу двигателя.

Изобретение относится к области регулируемых и нерегулируемых объемных гидропередач. Корпус имеет переднюю и заднюю крышки закрепленные болтами.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к роторным двигателям внутреннего сгорания. Техническим результатом является упрощение конструкции.

Изобретение относится к гидравлическим приводам для вращательного бурения, размещаемым в скважине. Статор содержит трубчатый корпус с внутренней поверхностью, выполненной в форме геликоида с внутренними винтовыми зубьями, на каждом краю корпуса выполнена внутренняя резьба, а также содержит закрепленную в корпусе обкладку из эластомера, прилегающую к внутренней поверхности корпуса, обкладка из эластомера выполнена с внутренними винтовыми зубьями и совпадает по форме с внутренними винтовыми зубьями в корпусе, а толщина обкладки является максимальной на зубьях, радиально направленных внутрь.

Изобретение относится к гидравлическим приводам для вращательного бурения, размещаемым в скважине. Обкладка из эластомера, закрепленная в трубчатом корпусе гидравлического забойного двигателя, выполнена с асимметричным расположением профиля ее поверхности с внутренними винтовыми зубьями, контактирующими с винтовыми зубьями на наружной поверхности ротора, относительно профиля ее поверхности, прилегающей к внутренним винтовыми зубьям в трубчатом корпусе, и включает первую и вторую стороны каждого винтового зуба обкладки из эластомера таким образом, что геометрия первой стороны обкладки, прилегающей к боковой поверхности внутреннего винтового зуба трубчатого корпуса, образует поверхность уплотнения с винтовыми зубьями на наружной поверхности ротора и выполнена с максимальной толщиной обкладки, а геометрия второй стороны обкладки, прилегающей к боковой поверхности упомянутого внутреннего винтового зуба трубчатого корпуса, образует поверхность нагружения и выполнена с минимальной толщиной обкладки.

Изобретение относится к устройствам для преобразования тепловой энергии сжатого рабочего тела в механическую энергию. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя.

Изобретение относится к области роторных двигателей внутреннего сгорания с разделенным циклом. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя.

Изобретение относится к двигателестроению. Техническим результатом является повышение удельные параметры двигателя, отнесенные к единице его массы.

Изобретение относится к гидромашинам объемного вытеснения. Роторная гидромашина планетарного типа состоит из последовательно соединенных секций, каждая из которых содержит центральное колесо 1 с внешними зубьями, центроида которого имеет М волн, неподвижное центральное колесо 2 с внутренними зубьями, число N волн центроиды которого больше или равно М (N≥M), а также взаимодействующие с колесами 1, 2 плавающие сателлиты 3, неподвижные торцовые стенки 4, 5, 6 и систему каналов подвода и отвода рабочей среды.

Изобретение относится к гидромашинам объемного вытеснения. Роторная гидромашина планетарного типа состоит из двух последовательно соединенных секций I и II.

Группа изобретений относится к способу согласования вращения валов роторно-лопастного двигателя-генератора и роторно-лопастному двигателю-генератору. Двигатель-генератор содержит два коаксиальных вала 1, 2 с установленными датчиками 10 и 11 их положений, обратимую электрическую машину 5 с электронной системой управления ее токами на одном из валов, аккумулятор 14 и электрическую нагрузку 15.

Изобретение относится к роторному двигателю. Двигатель содержит корпус с внутренним дисковым ротором на приводном валу. Ротор имеет поршень. Вокруг ротора расположена кольцевая рабочая камера с впускным отверстием и выпускным отверстием. Перед отверстием расположен проходной клапан, выполненный с обеспечением возможности прохода поршня и закрытия камеры после его прохождения. Отверстие соединено с внешней камерой сгорания для введения рабочей среды в камеру. Камера содержит поворотный разгрузочный клапан для управления впуском воздуха через впускное отверстие и в камеру, а также поворотный питательный клапан для закрытия или открытия впускного отверстия в камеру. Камера содержит стержень сжатия для повышения степени сжатия в камере. Стержень выполнен с возможностью проталкивания в камеру между клапаном для управления впуском воздуха через отверстие и в камеру и клапаном для закрытия или открытия отверстия в камеру. Изобретение направлено на создание экономичного роторного двигателя с низкими производственными и эксплуатационными расходами. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Наверх