Роторный двигатель

Роторный двигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к двигателестроению и м.б.-использовано в компрессорах и др. объемных маишнах со сложным вращательным движением ротора внутри корпуса. Цель изобретения - повьшание эффективности. Синхронизирующая шестерня 3 установлена соосно с валом, причем эксцентриситет вала составляет 0,5 диаметра неподвижной шестерни 4, а уплотнительные элементы 11 выполнены закругленными и установлены на расстоянии 1 от центра ротора 2. Рабочая поверхность корпуса выполнена по кривой с центром , размещенньм в центре симметрии ротора 2. Такое вьтолнение обеспечивает при работе уплотнения 11 переходящую точку контакта, что приводит к равномерному износу уплотнения 11 по обе стороны от оси симметрии.3 ил. (Л с ю 00 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕа )УЬЛИН

А1 (19) (11) (51)4 F 01 С 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (54) РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ о" фиг. У

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llo делАм изобРетений и ОтнРытий

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3876624/25-06 (22) 29.03.85 (46) 23. 05.87. Бюл. У 19 (75) О.Г.Тайц (53) 621,043(088.8) (56) Патент Франции )) 590085, кл. 46а 2, опублик. 1925.

S (57) Изобретение относится к двигателестроению и м.б, использовано в компрессорах и др. объемных машинах со сложным вращательным движением ротора внутри корпуса. Цель изобретения — повышение эффективности. Синхрониэирующая шестерня 3 установлена соосно с валом, причем эксцентриситет вала составляет 0 5 диаметра неподвижной шестерни 4, а уплотнительные элементы 11 выполнены закругленными и установлены на расстоянии 1 от центра ротора ?. Рабочая поверхность корпуса выполнена по кривой с центром, размещенным в центре симметрии ротора ?. Такое выполнение обеспечивает при работе уплотнения 11 переходящую точку контакта, что приводит к равномерному износу уплотнения 11 по обе стороны от оси симметрии.3 ил.

17189 2

R„R() Rã <. дг ... 8

Если положительным направлением

50 принять поворот против часовой стрел. ки, то центр полярных координат был бы сдвинут вправо, а окна впускавыпуска 6 и 7 находились бы справа от центра неподвижной шестерни.4. Эк1 13

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, компрессорах и других объемных машинах со сложным вращательным движением ротора внутри корпуса.

Цель изобретения — повышение эффективности работы роторного двигателя путем повышения надежности уплотнения, которое при вращении ротора благодаря заданному профилю рабочей полости корпуса и кинематике вращения двухвершинного ротора имеет переменную (скользящую) точку контакта с рабочей поверхностью корпуса.

На фиг. 1 показан роторкый двигатель; на фиг. 2 — промежуточное положение ротора в корпусе; ка фиг. 3роторный двигатель с кинематической его схемой, продольный разрез.

Двигатель содержит статор 1, ротор 2, подвижную шестерню 3, неподвижную шестерню 4, прорези 5, впускной и выпускной клапаны 6 и 7 соот. ветственно, кривошип 8, вал 9 отбора мощности, круговые вырезы 10, уплотнительные элементы 11.

Движение по неподвижной шестерне

4 подвижной шестерни 3, жестко связанной с ротором 2, создает сложное движение его внутри статора 1. Наличие двух точек касания образует две замкнутые камеры сгорания A и В.

Точка касания обозначена К„

Форма кривой, которой описана внутренняя рабочая полость корпуса, определяется в полярных координатах по следующей формуле: —  — arcsin(), Но

Щг + сР згп-g где 2 — радиус (из центра ротора) окружности, на которой расположены центры окружностеи, Ro — радиус окружности закругления вершин закруглений ротора или роликовых уплотнений, d — диаметр неподвижной шестерни

4, 5

ЗО

1 + Н вЂ” полуширика ротора, причем

1 . 2d, поверхность ротора выполнена в виде двух симметричных дуг, одна из которых мало отличается от формы статора на участке -90 < О 90, и соединяющихся в вершинах ротора дугой радиуса R

На фиг. I показан геометрический смысл параметров r, q, R,, Ra, 1, d 8 . .Здесь основными входными параметрами являются: а — диаметр неподвижной шестерни 4, R . — радиус закругления в вершине ротора 3 и

1 — вспомогательный параметр, такой, что 2(1 + Ro) есть наибольшая ширина ротора. Угол 8 есть вспомогательная переменная, которая связывает радиусвектор r статора 1 и угол поворота ч этого радиуса. Геометрически угол

8 можно рассматривать и как угол поворота оск симметрии ротора 2 относительно горизонтальной оси (фиг.1).

Вертикальному положению оси симметрии соответствует угол 8 = 90, когда объем камеры сгорания минимален.

Горизонтальному положению оси симметрии ротора 2 соответствует 8 = 0 (или 8 = 180 ), Вспомогателькая функВ. (R„ = 1 — d-cos 8) введена для упрощения формул.

Вспомогательный угол 8 одновременно является углом поворота ротора 2. При этом положительным. направлением считается вращение по часовой стрелке.

При таком выборе положительного направления вращения центр полярных координат сдвинут влево относительно центра неподвижной шестерни 4 ка половину ее диаметра d, т.е.. находится ка пересечении основной окружкости шестерни 4 с горизонтальным диаметром. Окна впуска-выпуска 6 и ? задаются вертикальным положением ротора 2, т.е. находятся слева от центра неподвижной шестерни 4.

R, = 2 — dcos 9, 0 (8 «(360 где g — вспомогательная переменная, d — диаметр неподвижной шестерни, сцентриситет кривошипа 8 составляет

d — диаметр неподвижной шестер2 ни 4, а диаметр шестерни 3 в два раза больше диаметра шестерни 4.

13121

Характер аналитической связи между полярными координатами r u не позволяет выразить эту связь в виде одной формулы r = 1(Ч) и заставляет использовать параметрический способ задания (через переменную 8 ) и поместить начало отсчета (точку О) в крайнюю точку неподвижной шестерни

4. Указанная форма статора 1 позволяет ротору ? (при качении шестерни fO

3 по неподвижной шестерне 4) постоянно касаться статора в двух точках, создавая тем самым замкнутые камеры сгорания А и В. Здесь существенно, что точка касания К перемещается по 15 дуге закругления вершины, приближаясь или удаляясь от оси симметрии ротора 2. При 8 = 0 и 8 = 180 точка касания К лежит на оси симметрии ротора, при 8 = 90 и В = 270 от- 20 клонение точки касания К от оси симметрии ротора 2 максимально.

Этим и достигается надежность работы уплотнения, так как при работе оно имеет, благодаря переходящей точке контакта равномерный износ по обе его стороны (от оси симметрии).

Эксцентриситет (е) — расстояние между центрами шестерен 3 и 4 — есть длина кривошипа 8. Он равен радиусу 3О неподвижной шестерни 4

d е

К т/p о Rî/1/уг +с1г гк «/p = зо —

= q/> > „--90 -агсяьп(— --) ..

R, d к р

Таким образом, форма дуги ротора задается на участке - 4z 6 4 Y< (или, что то же самое -90 О 6 90 ) и совпадает здесь со статором.

Для наглядного уяснения формы ротора достаточно считать на фиг. 1 левую щель между ротором и статором очень узкой, что соответствует положению камеры сгорания (минимальному объему) .

Таким образом, аналитическое задание дуги ротора дается соотношениями

-90 Я 90

RÄ = < — dense;

89

Форма дуги, соединяющей окружности радиуса R в вершинах ротора, выбирается из условия„ что при вертикаль ном положении ротора эта дуга совпадает с контуром статора (фиг. 2). В этом положении вспомогательный угол

8 = -90, а угол Ч,точки К касания статора и окружности ротора определяется из формул

Если в формулы параметрического задания формы статора в полярных координатах подставить и = 2е (т.е. в качестве исходного параметра. взять е, а не d), то получится зависимость координат г и Ч статора от е. Параметры d и е связаны простым соотношением d = 2e и любой из них можно .брать за основной.

Расположение центра Ю полярных координат выбирается следующим образом.

На горизонтальной прямой выбирается центр окружности радиусом r<

50 (т.е. равным эксцентриситету e)

Эта окружность представляет собой неподвижную шестерню 4.

Левая точка пересечения окружнос55 ти с горизонтальной прямой и есть центр 0 полярной системы координат.

Далее по приведенной формуле строится форма поверхности корпуса.

Rc

g = g-аrcsin(r

dsinО

Кинематическая схема двигателя включает неподвижную шестерню 4, обкатывающую ее подвижную внутреннюю шестерню 3, кривошип 8 9 отбора мощности. Центр подвижной шестерни 3 вращается с помощью кривошипа 8 вокруг вала 9 отбора мощности, а поскольку точка зацепления шестерен 3 и 4 неподвижна, то шестерня 3 (а вместе с ней и ротор ?) совершает сложное обкатывающее движение, обеспечивающее работу двигателя.

Двигатель работает по четырехтактному циклу с воспламенением или от сжатия или ат искры. Рабочий про— цесс осуществляетcя последовательно по обеим сторонам ротора 2 (в ка5 13121 мерах А и В), так что одноВременно протекают два сдвинутых по такту процесса четырехтактного цикла. Длительность каждого такта по углу 6 о составляет 180, так что полный цикл . 5 осуществляется за два полных оборота ротора 2. формулаизобретения

Роторный двигатель, содержащий корпус с рабочей полостью, двухвершинный ротор с большой и малой осями симметрии и с уплотнительными элементами в его вершинах, установлен- !5 ный на эксцентрике вала, и неподвижную синхронизирующую шестерню, размещенную в корпусе на подшипнике и сопряженную с шеСтерней внутреннего зацепления ротора, причем диаметр не- 20 подвижной синхронизирующей шестерни равен половине диаметра шестерни внутреннего зацепления, о т,л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности работы путем по89 6 вьппения надежности уплотнений, синхрониэирующая шестерня установлена соосно с валом, причем эксцентриситет вала составляет 0,5 диаметра (d) неподвижной шестерни, а уплотнительные элементы выполнены закругленными с радиусом В и установлены на расстоянии 1 от центра ротора, при этом рабочая поверхность корпуса выполнена по кривой, описанной в полярных координатах с центром О, размещенным в центре симметрии ротора, и с началом отсчета угловой координаты Ч от малой оси симметрии ротора в направлении вращения вала по зависимости р

R- +R +2 — - — - - —-о 1 где R„ 0 -dcos9 О (9 (360

1312189

ФигЗ

Составитель Г.Смирнова

Редактор Е.Папп Техред М.Ходанич Корректор А. Зимокосов

Заказ 1943/28 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130359 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4