Роторный двигатель внутреннего сгорания

Роторный двигатель внутреннего сгорания

Реферат

 

Использование: в качестве привода механизмов различного назначения. Сущность изобретения: роторный двигатель содержит корпус 1, частично заполненный жидкостью, размещенный в корпусе 1 кожух 2, установленный в нем с возможностью вращения ротор 3, снабженный открытыми с одного торца рабочими камерами 4, расположенными по касательной к оси 12 вращения, гидродвигатель 5. В основании корпуса 1 выполнен отводной канал 6, входное отверстие которого сообщено с внутренней полостью корпуса 1, а выходное - с входом гидродвигателя 5, выход которого сообщен с внутренней полостью корпуса 1. Кожух 2 снабжен боковым окном 9, сообщающим между собой внутренние полости корпуса 1 и кожуха 2, и нижним окном 10, совмещенным со входным отверстием отводного канала 6. В теле ротора 3 у донной части каждой рабочей камеры 4 выполнены радиальный цилиндр 16 и отверстие 19 параллельное оси 12 ротора 3. В цилиндре 16 размещен подпружиненный поршень 17, снабженный роликом 18. Ось 12 ротора снабжена силовым кольцом 13, на внешней поверхности которого выполнены канавка 14 и выемка 15. При вращении ротора 3 ролик 18 прекатывается по канавке 14, периодически взаимодействуя с выемкой 15, а отверстие 19 периодически совмещается сначала с входным отверстием системы подачи рабочего тела, а затем - со свечой системы зажигания. Всасывание рабочего тела происходит при совмещении отверстия 19 с входным отверстием системы подачи рабочего тела и попадании ролика 18 в выемку 15, а его воспламенение в момент выхода ролика 18 из выемки 15 и совмещения отверстия 19 со свечой системы зажигания. При этом открытый торец рабочей камеры 4 совмещен с нижним окном 10 кожуха 2. 1 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания с жидкостным кольцом, и может быть использовано в качестве привода различных механизмов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий герметичный корпус, снабженный торцевыми стенками, размещенный в нем с возможностью вращения ротор, в теле которого выполнены открытые с одного торца рабочие камеры, оси которых расположены по касательной к оси вращения, систему подачи рабочего тела и систему зажигания.

Однако роторный двигатель имеет недостаточные мощность, экономичность и надежность, обусловленные наличием в составе двигателя поршневой группы и неполным отбором мощности от продуктов сгорания рабочего тела.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в повышении мощности, надежности и экономичности двигателя и снижении уровня токсичности выхлопных газов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном роторном двигателе внутреннего сгорания, содержащем герметичный корпус, снабженный торцевыми стенками, размещенный в нем с возможностью вращения ротор, в теле которого выполнены открытые с одного торца рабочие камеры, оси которых расположены по касательной к оси вращения, систему подачи рабочего тела и систему зажигания, ротор двигателя установлен в укрепленном внутри корпуса цилиндрическом кожухе с зазором относительно его стенок и снабжен размещенными в этом зазоре уплотнительными пластинами, взаимодействующими со стенками кожуха, причем кожух снабжен двумя окнами, одно из которых выполнено в боковой части кожуха и сообщает его внутреннюю полость с внутренней полостью корпуса, а другое выполнено в нижней части кожуха на расстоянии от первого, так, что часть внутренней поверхности кожуха, расположенная между окнами, полностью перекрывает при вращении ротора открытый торец рабочей камеры, корпус двигателя частично заполнен жидкостью, а часть внутренней полости корпуса, не заполненная жидкостью, сообщена с внешней средой посредством редукционного клапана, установленного в верхней части корпуса на качающейся шаровой опоре, в нижней части внутренней полости корпуса размещен гидродвигатель, кинематически связанный с ротором и снабженный входом и выходом для рабочей жидкости, а в основании корпуса выполнен отводной канал, входное отверстие которого совмещено с окном, выполненным в нижней части кожуха, а выходное отверстие связано с входом гидродвигателя, выход которого сообщен с внутренней полостью корпуса двигателя, причем ротор двигателя установлен на неподвижной оси, снабженной силовым кольцом, на внешней поверхности которого выполнены профилированные канавка и выемка, в теле ротора у донной части каждой рабочей камеры выполнены сообщающиеся с ней цилиндр с размещенным в нем подпружиненным поршнем с роликом и отверстие, причем цилиндр выполнен радиально со стороны оси ротора, а отверстие выполнено со стороны торца ротора параллельно его оси, на торцевой стенке корпуса со стороны отверстия в теле ротора выполнено входное отверстие системы подачи рабочего тела и установлена свеча системы зажигания, причем профилированная выемка на силовом кольце, нижнее окно в кожухе, входное отверстие системы подачи рабочего тела и свеча системы зажигания расположена так, что при вращении ротора отверстие в теле ротора совмещается с входным отверстием системы подачи рабочего тела, а ролик входит в выемку на силовом кольце в момент перекрытия торца соответствующей рабочей камеры частью внутренней стенки кожуха, расположенной между окнами, отверстие в теле ротора совмещается со свечой системы зажигания, а ролик выходит из выемки на силовом кольце в момент совмещения торца соответствующей рабочей камеры с нижним окном кожуха.

На чертеже представлена схема конструктивного выполнения роторного двигателя внутреннего сгорания, поперечный разрез.

Роторный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус 1, укрепленный в нем цилиндрический кожух 2, размещенный в кожухе 2 ротор 3 с рабочими камерами 4, выполненными в его теле, и гидродвигатель 5.

В основании корпуса 1 выполнен отводной канал 6, входное отверстие которого сообщено с внутренней полостью корпуса 1, а выходное сообщено с входом гидродвигателя 5, выход которого сообщен с внутренней полостью корпуса 1 двигателя. В верхней части корпуса 1 на шаровой опоре 7 установлен редукционный клапан 8. Кожух 2 снабжен двумя окнами 9 и 10. Окно 9 выполнено в боковой части корпуса 2 и сообщает его внутреннюю полость с внутренней полостью корпуса 1, а окно 10 выполнено в нижней части кожуха 2 и совмещено с входным отверстием отводного канала 6. Ротор 3 установлен в кожухе 2 с зазором относительно его стенок и снабжен размещенными в этом зазоре уплотнительными пластинами 11. Ротор 3 установлен на неподвижной оси 12, снабженной силовым кольцом 13, на внешней поверхности которого выполнены канавка 14 и профилированная выемка 15. В теле ротора 3 у донной части каждой рабочей камеры 4 выполнены сообщающиеся с ней цилиндр 16 с размещенным в нем подпружиненным поршнем 17, снабженным роликом 18, и отверстие 19. Рабочие камеры 4 выполнены в теле ротора 3 так, что их оси расположены по касательной к оси вращения ротора 3. Гидродвигатель 5 размещен во внутренней полости корпуса 1 в ее нижней части. При этом вал гидродвигателя 5 кинематически связан с валом ротора 3. Цилиндр 16 выполнен радиально со стороны оси 12 ротора 3. Отверстие 19 выполнено со стороны торца ротора 3 параллельно его оси. В торцевой стенке корпуса со стороны отверстия 19 в теле ротора 3 выполнено входное отверстие системы подачи рабочего тела и установлена свеча системы зажигания (не показаны).

Роторный двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.

При вращении ротора 3 открытый торец рабочей камеры 4, пройдя окно 9, перекрывается частью стенки кожуха 2, расположенной между окнами 9 и 10. В этот же момент отверстие 19 совмещается с входным отверстием системы подачи рабочего тела, а ролик 18, перекрываясь по канавке 14, попадает в выемку 15.

Поршень 17 под действием пружины перемещается в направлении оси 12 ротора 3, создавая разрежение в цилиндре 16, в который при этом засасывается жидкость из рабочей камеры 4, в результате чего в рабочей камере 4 создается разрежение и происходит всасывание рабочего тела через отверстие 19. При дальнейшем вращении ротора 3 открытый торец рабочей камеры 4 совмещается с окном 10 кожуха 2, а следовательно, и входным отверстием отводного канала 6. В этот момент отверстие 19 совмещается со свечой системы зажигания, а ролик 18 выходит из выемки 15 и, сжимая пружину, перемещает поршень в исходное положение. При этом жидкость выталкивается из цилиндра 16 в рабочую камеру 4, рабочее тело в камере 4 сжимается. В этот же момент времени срабатывает свеча системы зажигания и происходит воспламенение рабочего тела. Давление расширяющихся продуктов сгорания, воздействуя на дно рабочей камеры 4, создает вращающий момент на валу ротора 3 и одновременно выталкивает жидкость из рабочей камеры 4 в отводной канал 6. Жидкость, выталкиваемая из рабочей камере 4, воздействует на рабочий орган гидродвигателя 5 и создает на его валу крутящий момент, который через кинематическую связь передается на вал ротора 3.

При дальнейшем вращении ротора 3 открытый торец рабочей камеры 4 совмещается с боковым окном 9 кожуха 2. При этом продукты сгорания рабочего тела выходят из полости рабочей камеры 4, а камера 4 вновь заполняется жидкостью, после чего рабочий цикл двигателя повторяется.

Избыточное давление газов во внутренней полости корпуса 1 двигателя стравливается в окружающую среду через редукционный клапан 8.

Формула изобретения

РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий герметичный корпус, снабженный торцевыми стенками, размещенный в нем с возможностью вращения ротор, в теле которого выполнены открытые с одного торца рабочие камеры, оси которых расположены по касательной к оси вращения, систему подачи рабочего тела и систему зажигания, отличающийся тем, что ротор двигателя установлен в закрепленном внутри корпуса цилиндрическом кожухе с зазором относительно его стенок и снабжен размещенными в этом зазоре уплотнительными пластинами, взаимодействующими со стенками кожуха, причем кожух снабжен двумя окнами, одно из которых выполнено в боковой части кожуха и сообщает его внутреннюю полость кожуха на расстоянии от первого так, что часть внутренней поверхности кожуха, расположенная между окнами, полностью перекрывает при вращении ротора открытый торец рабочей камеры, корпус двигателя частично заполнен жидкостью, а часть внутренней полости корпуса, не заполненная жидкостью, сообщена с внешней средой посредством редукционного клапана, установленного в верхней части корпуса на качающейся шаровой опоре, в нижней части внутренней полости корпуса размещен гидродвигатель, кинематически связанный с ротором и снабженный входом и выходом для рабочей жидкости, а в основании корпуса выполнен отводной канал, входное отверстие которого совмещено с окном, выполненным в нижней части кожуха, а выходное отверстие связано с входом гидродвигателя, выход которого сообщен с внутренней полостью корпуса двигателя, причем ротор двигателя установлен на неподвижной оси, снабженной силовым кольцом, на внешней поверхности которого выполнены профилированные канавка и выемка, в теле ротора у донной части каждой рабочей камеры выполнены сообщающиеся с ней цилиндр с размещенным в нем подпружиненным поршнем с роликом и отверстие, причем цилиндр выполнен радиально со стороны оси ротора, а отверстие выполнено со стороны торца ротора параллельно его оси, на торцевой стенке корпуса со стороны отверстия в теле ротора выполнено входное отверстие системы подачи рабочего тела и установлена свеча системы зажигания, причем профилированная выемка на силовом кольце, нижнее окно в кожухе, входное отверстие системы подачи рабочего тела и свеча системы зажигания расположены так, что при вращении ротора отверстие в теле ротора совмещается с входным отверстием системы подачи рабочего тела, а ролик входит в выемку на силовом кольце в момент перекрытия торца соответствующей рабочей камеры частью внутренней стенки кожуха, расположенной между окнами, отверстие в теле ротора совмещается со свечой системы зажигания, а ролик выходит из выемки на силовом кольце в момент совмещения торца соответствующей рабочей камеры с нижним окном кожуха.

РИСУНКИ

Рисунок 1