Трёхзонный многолопастный центробежный роторный двигатель внутреннего сгорания с концентрическим расположением рабочих зон в роторе двигателя
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 ротора 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. 9 з.п. ф-лы, 17 ил.
Изобретение относится к двигателестроению, а именно к роторным двигателям внутреннего сгорания, и может быть использовано в качестве привода в различных машинах, стационарных и передвижных энергетических установках в автомобильной, тракторной, электроэнергетической и других отраслях промышленности, связанных с изготовлением и эксплуатацией различных транспортных средств и силовых установок.
Изобретение предлагает устройство роторного двигателя, внутренние пространство которого разделено на следующие независимые области (зоны):
- область расширения, где происходит расширения сгорающего топлива и преобразование энергии газов в механическую работу, в которую газы из камеры сгорания перетекают через тело ротора,
- область сжатия, в которой происходит засасывание топливной смеси и в которой происходит сжатие топливной смеси,
- область, в которой находится камера зажигания, где происходит зажигание топливной смеси.
Все три зоны находятся в роторе двигателя и ограничены концентрически расположенными цилиндрами ротора. Ротор имеет четыре цилиндра:
- цилиндр зоны расширения
- цилиндр зоны зажигания
- цилиндр зоны сжатия
- центральный цилиндр.
Ротор имеет общее для цилиндров основание (дно) и открыт сверху. Цилиндры ротора расположены концентрически и образуют:
- кольцо зоны сжатия вокруг центрального цилиндра кольцо зоны зажигания вокруг кольца зоны сжатия
- кольцо зоны расширения вокруг зоны зажигания.
Кольца сжатия и расширения делятся на секторы лопастями ротора. Лопасти ротора радиально расположены между его цилиндрами, соприкасаются с его дном и по высоте меньше высоты стенок цилиндров ротора. Вращаясь, ротор приводит в движения вертикальные задвижки, которые, входя в зоны сжатия и расширения, образуют рабочие камеры двигателя, в которых происходят рабочие процессы, в области сжатия - сжатие топливной смеси и, в зоне расширения -расширение газов горения, ограниченные:
- дном ротора
- боковыми поверхностями цилиндров ротора
- задвижками
- лопастями ротора
- торцевыми поверхностями цилиндров статора.
Статор состоит из:
- общего для цилиндров статора основания - крышки статора
- цилиндра зоны расширения
- цилиндра зоны зажигания
- цилиндра зоны сжатия.
В основание статора (крышке статора) сделаны следующие сквозные вырезы:
- в центре крышки статора - отверстие для внутреннего цилиндра ротора
- радиальные вырезы, проходящие через цилиндр зоны расширения для задвижек зоны расширения
- радиальные вырезы, проходящие через цилиндр зоны сжатия для задвижек зоны сжатия
- отверстия, проходящие через цилиндр зоны сжатия для входа топливной смеси в зону сжатия двигателя
- отверстия, проходящие через цилиндр зоны расширения для выхода отработанных газов из зоны расширения.
На торцевой поверхности цилиндра статора зоны зажигания имеются дугообразные выступы в виде сегментов цилиндров меньшей толщины, чем толщина цилиндра статора на котором они находятся.
Четыре выступа являются сегментами цилиндра внешний радиус которого равен внешнему радиусу цилиндра статора зоны зажигания, и четыре выступа являются сегментами цилиндра внутренний радиус которого равен внутреннему радиусу цилиндра статора зоны зажигания.
Все эти выступы, в виде сегментов цилиндров, имеют одинаковую высоту. Между боковыми краями этих выступов имеется расстояние.
Ротор надевается на статор таким образом, что:
- внутренний цилиндр ротора входит в центральное отверстие в крышке статора
- цилиндр зоны расширения статора входит в пространство между цилиндрами зоны расширения и зоны зажигания ротора
- цилиндр зоны зажигания статора входит в пространство между цилиндрами зоны зажигания и расширения ротора
- цилиндр зоны сжатия статора входит в пространство между цилиндрами зоны расширения и центральным цилиндром ротора
- торцевые поверхности цилиндров ротора касаются внутренней поверхности крышки статора
- торцевые поверхности цилиндров статора не касаются внутренней поверхности дна ротора
- дугообразные выступы на торцевой поверхности цилиндра статора зоны зажигания касаются своими торцевыми поверхностями внутренней поверхности дна ротора.
В цилиндре ротора зоны сжатия имеются сквозные вырезы, в стенках цилиндра ротора зоны зажигания и лопастях ротора зоны расширения имеются газовые каналы.
Топливная смесь, при вращении ротора, сжимается в зоне сжатия и через вырезы в цилиндре ротора зоны сжатия выдавливается в зону зажигания, откуда, через газопроводные каналы, газы горения попадают в зону расширения, где их энергия преобразуется в энергию вращения ротора.
Известен «Трехзонный многолопастный роторный двигатель внутреннего сгорания» патент RU 2645784. Данный двигатель взят за прототип.
Двигатель патента RU 2645784 состоит из раздельных цилиндрических камер сжатия, расширения и камеры зажигания внутри вала ротора, проходящего через камеры сжатия и расширения.
Задачей предоставляемого изобретения является упрощение конструкции двигателя и максимальная интеграция его рабочих узлов.
Представляемый двигатель состоит из следующих основных функциональных элементов:
- ротора
- статора
- задвижек
Камеры, в которых происходит преобразование энергии газов горения во вращение ротора, и область, в которых создаются камеры, в которых происходит засасывания воздуха и сжатие топливной смеси, и область в которой происходит зажигание топливной смеси разделены стенками концентрических колец ротора на независимые области с разными объемами.
Таким образом, в цикле расширения используется объем, который не зависит от объемов, где происходит подготовка и зажигание горючей смеси, что позволяет сделать его достаточного размера, чтобы получать на выходе отработанные газы на уровне атмосферного, максимально полно использовав энергию газов сгорания топлива.
Кроме того, газы горения топлива в двигателе, предлагаемой здесь схемы, перетекают из камеры, в которой происходит зажигание топливной смеси, в рабочие камеры через тело ротора и выходят под давлением из сопел, расположенных в крыльях ротора, следовательно, в начальной стадии процесса, будет действовать реактивный импульс от истекающих из них газов горения, что будет увеличивать мощность двигателя.
При выдавливании сжатой топливной смеси из зоны сжатия в зону зажигания, будет проявляться центробежный эффект - топливная смесь, находящаяся между лопастями вращающегося ротора, под действием центробежной силы будет отбрасываться от центра к периферии, что будет увеличивать эффективность процесса.
На один оборот ротора, представляемый здесь, многолопастный роторный двигатель будет осуществлять количество рабочих циклов равное количеству лопастей ротора.
Очевидно, что такая схема двигателя позволяет получать большее КПД и мощность чем у ныне существующих систем, при меньшем расходе топлива и при этом иметь, в отличие от прототипа, боле простое устройство с меньшим числом деталей и конструктивных элементов.
В данной заявке представлен четырех лопастный вариант двигателя.
Представляются следующие чертежи, раскрывающие сущность представляемого здесь изобретения:
На Фиг. 1 представлен вид статора с внешней стороны.
На Фиг. 2 представлен вид статора с внутренней стороны.
На Фиг. 3 представлен диаметральный разрез статора по а - а.
На Фиг. 4 представлен диаметральный разрез статора по b - b.
На Фиг. 5 представлены совмещенные по центральной оси радиальные разрезы статора по с-си d-d.
На Фиг. 6 представлен вид ротора с внешней стороны.
На Фиг. 7 представлен вид ротора с внутренней стороны.
На Фиг. 8 представлен диаметральный разрез ротора по е - е.
На Фиг. 9 представлен диаметральный разрез ротора по g - g.
На Фиг. 10 представлен диаметральный разрез ротора по f - f.
На Фиг. 11 представлен диаметральный разрез статора по b-b совмещенный с задвижками зон расширения и сжатия.
На Фиг. 12 представлен диаметральный разрез двигателя, диаметральный разрез статор по b - b совмещен с диаметральным разрезом ротора и задвижками.
На Фиг. 13 представлен диаметральный разрез двигателя при совмещение диаметральных разрезов ротора по f-fи статора по а - а.
На Фиг. 14 представлено поперечное сечение двигателя по h - h, показывающие положение деталей двигателя в момент окончания рабочего цикла (цикла расширения).
На Фиг. 15 представлено поперечное сечение двигателя по h - h, показывающие положение деталей двигателя в процессе холостого хода.
На Фиг. 16 представлено поперечное сечение двигателя по h - h, показывающие положение деталей двигателя в момент окончания холостого хода и начала нового рабочего цикла (цикла расширения).
На Фиг. 17 представлено поперечное сечение двигателя по h - h, показывающие положение деталей двигателя в процессе рабочего цикла (цикла расширения).
На предоставляемых в заявке чертежахотображеныдетали и элементы имеющие следующие обозначения:
1. Цилиндрический статор.
2. Цилиндрический ротор.
3. Крышка статора.
4. Дно ротора.
5. Цилиндр ротора зоны расширения.
6. Цилиндр статора зоны расширения.
7. Цилиндр ротора зоны зажигания.
8. Цилиндр статора зоны расширения.
9. Цилиндр ротора зоны сжатия.
10. Цилиндр статора зоны сжатия.
11. Центральный цилиндр ротора.
12. Выступ в виде сектора цилиндра на торцевой поверхности цилиндра статора зоны зажигания имеющий внутренний радиус равный внутреннему радиусу цилиндра статора зоны зажигания.
13. Выступ в виде сектора цилиндра на торцевой поверхности цилиндра статора зоны зажигания имеющий внешний радиус равный внешнему радиусу цилиндра статора зоны зажигания.
14. Выступ в виде сектора цилиндра на торцевой поверхности цилиндра статора зоны зажигания имеющий внутренний радиус равный внутреннему радиусу цилиндра статора зоны зажигания.
15. Выступ в виде сектора цилиндра на торцевой поверхности цилиндра статора зоны зажигания имеющий внешний радиус равный внешнему радиусу цилиндра статора зоны зажигания.
16. Выступ в виде сектора цилиндра на торцевой поверхности цилиндра статора зоны зажигания имеющий внутренний радиус равный внутреннему радиусу цилиндра статора зоны зажигания.
17. Выступ в виде сектора цилиндра на торцевой поверхности цилиндра статора зоны зажигания имеющий внешний радиус равный внешнему радиусу цилиндра статора зоны зажигания.
18. Выступ в виде сектора цилиндра на торцевой поверхности цилиндра статора зоны зажигания имеющий внутренний радиус равный внутреннему радиусу цилиндра статора зоны зажигания.
19. Выступ в виде сектора цилиндра на торцевой поверхности цилиндра статора зоны зажигания имеющий внешний радиус равный внешнему радиусу цилиндра статора зоны зажигания.
20. Радиальный вырез в цилиндре зоны расширения для задвижки зоны расширения
21. Радиальный вырез в цилиндре зоны расширения для задвижки зоны расширения
22. Радиальный вырез в цилиндре зоны расширения для задвижки зоны расширения
23. Радиальный вырез в цилиндре зоны расширения для задвижки зоны расширения
24. Отверстия проходящие через цилиндр зоны расширения статора для выхода отработанных газов из зоны расширения.
25. Отверстия проходящие через цилиндр зоны расширения статора для выхода отработанных газов из зоны расширения.
26. Отверстия проходящие через цилиндр зоны расширения статора для выхода отработанных газов из зоны расширения Задвижка области расширения.
27. Отверстия проходящие через цилиндр зоны расширения статора для выхода отработанных газов из зоны расширения.
28. Отверстие проходящие через цилиндр зоны сжатия статора для входа топливной смеси в зону сжатия двигателя
29. Отверстие проходящие через цилиндр зоны сжатия статора для входа топливной смеси в зону сжатия двигателя
30. Отверстие проходящие через цилиндр зоны сжатия статора для входа топливной смеси в зону сжатия двигателя
31. Отверстие проходящие через цилиндр зоны сжатия статора для входа топливной смеси в зону сжатия двигателя
32. Радиальные вырез в цилиндре зоны сжатия статора для задвижки зоны сжатия
33. Радиальные вырез в цилиндре зоны сжатия статора для задвижки зоны сжатия
34. Радиальные вырез в цилиндре зоны сжатия статора для задвижки зоны сжатия
35. Радиальные вырез в цилиндре зоны сжатия статора для задвижки зоны сжатия
36. Отверстие для внутреннего цилиндра ротора.
37. Лопасть зоны расширения.
38. Лопасть зоны расширения.
39. Лопасть зоны расширения.
40. Лопасть зоны расширения.
41. Лопасть зоны сжатия.
42. Лопасть зоны сжатия.
43. Вырез в цилиндре зоны сжатия.
44. Вырез в цилиндре зоны сжатия.
45. Газовый канал из зоны зажигания в зону расширения, проходящий через цилиндр ротора зоны зажигания и лопасть зоны расширения.
46. Газовый канал из зоны зажигания в зону расширения, проходящий через цилиндр ротора зоны зажигания и лопасть зоны расширения.
47. Газовый канал из зоны зажигания в зону расширения, проходящий через цилиндр ротора зоны зажигания и лопасть зоны расширения.
48. Газовый канал из зоны зажигания в зону расширения, проходящий через цилиндр ротора зоны зажигания и лопасть зоны расширения.
49. Задвижка зоны расширения.
50. Задвижка зоны расширения.
51. Задвижка зоны расширения.
52. Задвижка зоны расширения.
53. Задвижка зоны сжатия.
54. Задвижка зоны сжатия.
55. Задвижка зоны сжатия.
56. Задвижка зоны сжатия.
57. Опоясывающий вырез механизма управления задвижками на внутренней поверхности стенке цилиндра зоны расширения ротора.
58. Опоясывающий вырез механизма управления задвижками на внешней поверхности стенке цилиндра зоны зажигания ротора.
59. Опоясывающий вырез механизма управления задвижками на внутренней поверхности стенке цилиндра зоны сжатия ротора.
60. Опоясывающий вырез механизма управления задвижками на внешней поверхности стенке центрального цилиндра ротора.
61. Тяги задвижек.
В предоставляемом здесь двигателе задвижки зоны расширения 49, 50, 51, 52 вставлены в радиальные вырезы проходящие через цилиндр зоны расширения для задвижек зоны расширения 20, 21, 22, 23 соответственно, а задвижки зоны сжатия 53, 54, 55, 56 вставлены в радиальные вырезы проходящие через цилиндр зоны сжатия статора для задвижек зоны сжатия 32, 33, 34, 35 соответственно.
На концах задвижек имеются тяги 61 выходящие за пределы цилиндров статора зоны расширения и сжатия.
Тяги задвижек 61 входят в опоясывающие вырезы 57, 58, 59, 60 механизма управления задвижками в цилиндрах ротора. Так тяги 61 задвижек зоны расширения 49, 50, 51, 52 вставлены в опоясывающие вырезы механизма управления задвижками 57 и 58, а тяги 61 задвижек зоны сжатия 53, 54, 55, 56 вставлены в опоясывающие вырезы механизма управления задвижками 59 и 60.
Ротор 2 надевается на статор 1 таким образом, что:
- центральный цилиндр ротора 11 входит в отверстие для внутреннего цилиндра ротора 36 расположенное в центре крышки статора 3.
- цилиндр зоны расширения статора 6 входит в пространство между цилиндром 5 зоны расширения и цилиндром 7 зоны зажигания ротора
- цилиндр зоны зажигания статора 8 входит в пространство между цилиндром 7 зоны зажигания ротора и цилиндром 9 зоны расширения ротора
- цилиндр зоны сжатия статора 10 входит в пространство между цилиндром 9 зоны расширения ротора и центральным цилиндром ротора 11
- торцевые поверхности цилиндров ротора 5, 7, 9 соприкасаются с внутренней поверхностью крышки статора 3
- торцевые поверхности цилиндров статора 6, 8, 10 не касаются внутренней поверхности дна ротора 4
- дугообразные выступы 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 на торцевой поверхности цилиндра статора зоны зажигания 8 касаются своими торцевыми поверхностями внутренней поверхности дна ротора 4.
- лопасти ротора зоны расширения 37, 38, 39, 40 соприкасаются с торцевой поверхностью цилиндра статора 6 зоны расширения
- лопасти ротора зоны сжатия 41, 42, 43, 44 соприкасаются с торцевой поверхностью цилиндра статора 10 зоны сжатия.
Опоясывающие вырезы механизма управления задвижками 57, 58, 59, 60 расположены на боковых поверхностях цилиндров ротора 5, 7, 9, 11 таким образом, что в тех секторах ротора, где нет лопастей ротора, они расположены на такой высоте от поверхности дна ротора 4, что обеспечивает такое положение задвижек, при котором задвижки находятся в опущенном положении и соприкасаются с дном ротора, в тех секторах ротора, где располагаются его лопасти, опоясывающие вырезы механизма управления задвижками 57, 58, 59, 60 располагаются на такой высоте от поверхности дна ротора 4, что обеспечивают такое положение задвижек, при котором задвижки находятся в поднятом положении, так что лопасти ротора, при его вращении, свободно проходят под поднятыми задвижками.
При вращение, ротор приводит задвижки в движение. Задвижки двигаются в вертикальной плоскости, поднимаясь в вырезы 20, 21, 22, 23, 32, 33, 34, 35 в цилиндрах статора и опускаясь вниз, из вырезов в цилиндрах статора 20, 21, 22, 23, 32, 33, 34, 35, в зоны сжатия и расширения двигателя.
Задвижки, входя в зоны сжатия и расширения, образуют рабочие камеры двигателя, в которых происходят рабочие процессы:
- в области сжатия - сжатие топливной смеси
- в зоне расширения - расширение газов горения.
Рабочие камеры возникающие в двигатели в процессе его работы, ограниченны:
- дном ротора 4
- боковыми поверхностями цилиндров 5, 7, 9, 11 ротора
- задвижками 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56
- лопастями ротора 37, 38, 39, 40, 41, 42
- торцевыми поверхностями цилиндров 6, 8, 10 статора.
Зона зажигания двигателя располагается между зоной расширения и зоной сжатия двигателя и ограничена:
- дном ротора 4
- торцевой поверхностью цилиндра 8 зоны зажигания статора
- внутренней поверхностью цилиндра 7 зоны зажигания ротора
- внешней поверхностью цилиндра 9 зоны расширения ротора
- дугообразными выступами12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 на торцевой поверхности цилиндра статора зоны зажигания.
На Фиг. 14, 15, 16, 17 изображены фазы работы предоставляемого роторного двигателя внутреннего сгорания показывающие, как происходит его работа.
На Фиг. 14 представлено поперечное сечение двигателя по h - h, показывающие положение деталей двигателя в момент окончания очередного рабочего цикла (цикла расширения)и начала холостого хода двигателя:
- Лопасти ротора зоны расширения 37, 38, 39, 40 в результате вращения ротора расположились относительно дугообразных сегментов 13, 15, 17, 19 на торцевой поверхности цилиндра статора 8 таким образом, что сегменты 13, 15, 17, 19 перекрывают газовые каналы 45, 46, 47, 48 проходящие соответственно через лопасти ротора 37, 38, 39, 40 и цилиндр ротора зоны зажигания 7. Таким образом, газы горения из области (камеры) зажигания двигателя, обозначенной «Кзж» не поступают в зону расширения двигателя.
- Камеры расширения, обозначенные как «Кр1, Кр2, Кр3, Кр4», в зоне расширения двигателя достигли максимального объема.
- Задвижки 49, 50, 51, 51 зоны расширения в данный момент опущены и будут подниматься при дальнейшем повороте ротора.
- Отверстия для выхода отработанных газов горения 24, 25, 26, 27 закрытые в данным момент, при дальнейшем повороте ротора будут открыты для выхода отработанных газов из рабочих камер Кр1, Кр2, Кр3, Кр4 зоны расширения двигателя.
- Задвижки 53 и 54 зоны сжатия опущены. В зоне сжатия существуют камеры сжатия Кc1 и Кс2, объем которых в результате вращения ротора сокращается, так как, при вращение ротора, лопасти 41 и 42 зоны сжатия ротора приближаются к задвижкам 53 и 54, соответственно. В этих камерах происходит сжатие топливной смеси. В зоне сжатия также существуют камеры Кз1 и Кз2, которые в результате вращения ротора расширяются, так как, при вращение ротора, лопасти 41 и 42 зоны сжатия ротора приближаются к задвижкам 54 и 53, соответственно. В эти камеры засасывается топливная смесь через открытые отверстия 28 и 30. Отверстия 31 и 29 закрыты лопастями 41 и 42 соответственно.
- Вырезы 43 и 44 в цилиндре зоны сжатия располагаются так, что они закрыты выступами в виде секторов цилиндра на торцевой поверхности цилиндра статора зоны зажигания имеющими внутренний радиус равный внутреннему радиусу цилиндра статора зоны зажигания 12 и 16, соответственно. Таким образом сжимаемая топливная смесь из камер сжатия Kc1 и Кс2 не выдавливается через вырезы 43 и 44 в камеру зажигания Кзж.
При дальнейшем повороте ротора, вырезы 43 и 44 выйдут за пределы закрывающих их выступов, в виде секторов цилиндра, расположенных на торцевой поверхности цилиндра статора зоны зажигания и имеющих внутренний радиус равный внутреннему радиусу цилиндра статора зоны зажигания, 12 и 16, соответственно, и начнется выдавливание сжатой топливной смеси из камер Kc1 и Кс2 в камеру зажигания Кзж. Как это показано на следующей фигуре чертежей.
На Фиг. 15 представлено поперечное сечение двигателя по h - h, показывающие положение деталей двигателя в процессе холостого хода:
- Задвижки 49, 50, 51, 52 подняты и не мешают дальнейшему вращению ротора 2, лопасти ротора 37, 38, 39, 40 зоны расширения свободно проходят под ними.
- Отверстия для выхода отработанных газов из зоны расширения 24, 25, 26, 27 открыты и остатки выхлопных газов покидают зону расширения двигателя.
- Задвижки 53 и 54 зоны сжатия опущены. В зоне сжатия существуют камеры сжатия Kc1 и Кс2, объем которых в результате вращения ротора сокращается, так как, при вращение ротора, лопасти 41 и 42 зоны сжатия ротора приближаются к задвижкам 53 и 54, соответственно. В этих камерах происходит сжатие топливной смеси.
- Вырезы 43 и 44 в цилиндре зоны сжатия вышли за пределы закрывающих их выступов, в виде секторов цилиндра, расположенных на торцевой поверхности цилиндра статора зоны зажигания имеющими внутренний радиус равный внутреннему радиусу цилиндра статора зоны зажигания 12 и 16, соответственно, и располагаются напротив промежутка между этими выступами. Таким образом вырезы 43 и 44 открыты и сжимаемая топливная смесь из камер сжатия Kc1 и Кс2 выдавливается через вырезы 43 и 44 в камеру зажигания Кзж.
- Лопасти ротора зоны расширения 37, 38, 39, 40 в результате вращения ротора расположились относительно выступов, в виде секторов цилиндра, 13, 15, 17, 19 на торцевой поверхности цилиндра статора 8 таким образом, что выступы, в виде секторов цилиндра 13, 15, 17, 19 перекрывают газовые каналы 45, 46, 47, 48 проходящие соответственно через лопасти ротора 37,38,39,40 и цилиндр ротора зоны зажигания 7. Таким образом, поступающая топливная смесь в камеру Кзж из камер Kc1 и Кс2 остается внутри зоны зажигания.
- Камеры Кз1 и Кз2, которые в результате вращения ротора расширяются, так как, при вращение ротора, лопасти 41 и 42 зоны сжатия ротора приближаются к задвижкам 54 и 53, соответственно. В эти камеры засасывается топливная смесь через открытые отверстия 28 и 30. Отверстия 31 и 29 закрыты лопастями 41 и 42 соответственно.
На Фиг. 16 представлено поперечное сечение двигателя по h - h, показывающие положение деталей двигателя в момент окончания холостого хода и начала нового рабочего цикла (цикла расширения). В этом положение механизма двигателя происходит зажигание сжатой топливной смеси в зоне (камере) зажигания двигателя.
- Задвижки 49, 50, 51, 51 зоны расширения в данный момент опущены и будут оставаться опущенными при дальнейшем повороте ротора на протяжение следующего четверть цикла расширения.
- Образовались новые камеры расширения Кр1, Кр2, Кр3, Кр4 в зоне расширения двигателя между задвижкой 49 и лопастью 37, задвижкой 50 и лопастью 38, задвижкой 51 и лопастью 39, задвижкой 52 и лопастью 40 соответственно. При дальнейшем повороте ротора в эти камеры будут поступать газы горения из камеры зажигания Кзж через газовые каналы в лопастях ротора зоны расширения.
- Лопасти ротора зоны расширения 37, 38, 39, 40 в результате вращения ротора расположились относительно выступов, в виде секторов цилиндра, 13, 15, 17, 19 на торцевой поверхности цилиндра статора 8 таким образом, что, при дальнейшем повороте ротора, они выйдут за выступы, в виде секторов цилиндра, 13, 15, 17, 19, и, таким образом, газовые каналы 45, 46, 47, 48 проходящие соответственно через лопасти ротора 37, 38, 39, 40 и цилиндр ротора зоны зажигания 7 будут открыты. Таким образом, газы горения из области (камеры) зажигания двигателя, обозначенной «Кзж» начнут поступать в зону расширения двигателя, где, расширяясь, будут вращать ротор.
- Задвижки 53 и 54 зоны сжатия подняты и не мешают дальнейшему вращению ротора 2, лопасти ротора 41 и 42 зоны сжатия свободно проходят под ними.
- Задвижки 55 и 56 зоны сжатия опущены. В зоне сжатия созданы новые камеры сжатия Kc1 и Кс2, объем которых в результате вращения ротора сокращается, так как, при вращение ротора, лопасти 41 и 42 зоны сжатия ротора приближаются к задвижкам 55 и 56, соответственно. В этих камерах происходит сжатие топливной смеси. В зоне сжатия также образовались новые камеры Кз1 и Кз2, которые в результате вращения ротора расширяются, так как, при вращение ротора, лопасти 41 и 42 зоны сжатия ротора приближаются к задвижкам 56 и 55, соответственно. В эти камеры засасывается топливная смесь через открывающиеся отверстия 28 и 30. Отверстия 31 и 29, соответственно, закрываются лопастями 41 и 42.
- Вырезы 43 и 44 в цилиндре зоны сжатия располагаются так, что они совместились с выступами, в виде секторов цилиндра на торцевой поверхности цилиндра статора зоны зажигания имеющими внутренний радиус равный внутреннему радиусу цилиндра статора зоны зажигания 14 и 18, соответственно. Таким образом сжимаемая топливная смесь из камер сжатия Kc1 и Кс2 не выдавливается через вырезы 43 и 44 в камеру зажигания Кзж.
На Фиг. 17 представлено поперечное сечение двигателя по h - h, показывающие положение деталей двигателя в процессе рабочего цикла (цикла расширения).
- Задвижки 49, 50, 51, 51 зоны расширения опущены и будут оставаться опущенными при дальнейшем повороте ротора на протяжение следующего цикла расширения.
- Лопасти ротора зоны расширения 37, 38, 39, 40 в результате вращения ротора вышли за пределы выступов, в виде секторов цилиндра, 13, 15, 17, 19 на торцевой поверхности цилиндра статора 8, и, таким образом, газовые каналы 45, 46, 47, 48 проходящие соответственно через лопасти ротора 37, 38, 39, 40 и цилиндр ротора зоны зажигания 7 открыты. Газы горения из области (камеры) зажигания двигателя, обозначенной «Кзж» поступают через газовые каналы 45, 46, 47, 48 расположенные внутри лопастей ротора 37, 38, 39, 40, соответственно, в зону расширения двигателя, где, расширяясь, вращают ротор.
- Задвижки 53 и 54 зоны сжатия подняты и не мешают дальнейшему вращению ротора 2, лопасти ротора 41 и 42 зоны сжатия свободно проходят под ними.
- Задвижки 55 и 56 зоны сжатия опущены. В зоне сжатия в камерах сжатия Kc1 и Кс2, объем которых в результате вращения ротора сокращается, так как, при вращение ротора, лопасти 41 и 42 зоны сжатия ротора приближаются к задвижкам 55 и 56, соответственно, происходит сжатие топливной смеси. В зоне сжатия в камеры Кз1 и Кз2, которые в результате вращения ротора расширяются, так как, при вращение ротора, лопасти 41 и 42 зоны сжатия ротора приближаются к задвижкам 56 и 55, соответственно, засасывается топливная смесь через открытые отверстия 28 и 30. Отверстия 31 и 29, соответственно, закрыты лопастями 41 и 42.
В данном четырех лопастном двигателе, при каждом следующем рабочем цикле положение основных механизмов двигателя будет соответствовать их положению в предыдущем рабочем цикле с поворотом на 90°.
За один оборот, представляемый здесь, четырех лопастный двигатель совершит четыре рабочих цикла. В этом типе двигателя количество рабочих циклов на оборот равно количеству лопастей в нем.
1. Многолопастный двигатель внутреннего сгорания, состоящий из ротора, статора и задвижек, отличающийся тем, что зона сжатия, в которой образуются рабочие камеры, в которых происходит сжатие топливной смеси и в которые всасывается топливная смесь, зона расширения, в которой образуются рабочие камеры, в которых происходит расширение газов горения, и камера зажигания, в которой происходит зажигание сжатой топливной смеси, находятся в отдельных частях ротора и имеют независимые объемы.
2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что ротор состоит из концентрических цилиндров, имеющих общее основание: в центре основной цилиндр, вокруг него цилиндр зоны сжатия, вокруг цилиндра зоны сжатия цилиндр зоны зажигания, вокруг цилиндра зоны зажигания цилиндр зоны расширения.
3. Двигатель по п. 2, отличающийся тем, что кольцо зоны расширения, расположенное между цилиндром ротора зоны расширения и цилиндром зоны зажигания, кольцо зоны сжатия, расположенное между цилиндром зоны сжатия и основным цилиндром ротора, разделены на секторы радиальными лопастями, меньшими по высоте, чем стенки цилиндров ротора.
4. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что статор состоит из концентрических цилиндров, имеющих общее основание, последовательно расположенных вокруг центрального отверстия в центре основания статора: вокруг центрального отверстия цилиндр зоны сжатия, вокруг цилиндра зоны сжатия цилиндр зоны зажигания, вокруг цилиндра зоны зажигания цилиндр зоны расширения.
5. Двигатель по п. 4, отличающийся тем, что цилиндры статора расширения и сжатия имеют в своем теле радиальные вырезы, в которые входят задвижки.
6. Двигатель по п. 4, отличающийся тем, что на торцевой поверхности цилиндра статора зоны зажигания имеются выступы в виде сегментов цилиндров меньшей толщины, чем толщина цилиндра статора, на котором они находятся и между краями которых имеются расстояния.
7. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что рабочие камеры, в которых в зоне сжатия происходит засасывание и сжатие топливной смеси и в которых в зоне расширения происходит расширение газов горения, образуются входящими в зоны сжатия и расширения задвижками, двигаемыми вращением ротора, и ограничены задвижками, лопастями, боковыми поверхностями цилиндров ротора, основанием ротора и торцевыми поверхностями цилиндров статора.
8. Двигатель по п. 2, отличающийся тем, что цилиндр камеры сжатия ротора имеет вырезы в боковой поверхности, через которые сжатая топливная смесь перетекает из камер сжатия в камеру зажигания.
9. Двигатель по п. 3, отличающийся тем, что внутри лопастей ротора имеются каналы, по которым газы горения из камеры зажигания перетекают в камеры расширения через соответствующие этим каналам вырезы в стенках цилиндра ротора зоны зажигания.
10. Двигатель по п. 9, отличающийся тем, что, когда каналы внутри лопастей ротора и соответствующие этим каналам вырезы в стенках цилиндра ротора зоны зажигания закрыты, так как совмещены с закрывающими их выступами на торцевой поверхности цилиндра статора зоны зажигания, имеющими внешний радиус, равный внешнему радиусу цилиндра статора зоны зажигания, вырезы в боковой поверхности цилиндра камеры зажигания ротора открыты и не совмещены с выступами на торцевой поверхности цилиндра статора зоны зажигания, имеющими внутренний радиус, равный внутреннему радиусу цилиндра статора зоны зажигания, и наоборот.
