2076220 - Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания (варианты)

Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания (варианты)

Реферат

Использование: двигателестроение и может быть использовано в энергетическом машиностроении в качестве гидродвигателя, насоса и двигателя внутреннего сгорания на сухопутном и водном транспорте. Сущность изобретения: двигатель содержит корпус с внутренней рабочей поверхностью, ротор с расположенными в пазах ползунами, шарнирно связанными с поршнями, окна впуска и выпуска. Внутренняя рабочая поверхность выполнена в виде состыкованных между собой тороидальных секторов с различными видами образования (11 вариантов). 11 с.п.ф-лы, 24 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к поршневым двигателям внутреннего сгорания с вращающимися рабочими органами и может быть использовано в энергетическом машиностроении в качестве гидродвигателя, насоса и двигателя внутреннего сгорания на сухопутном и водном транспорте.

Известен роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, ротор, лопасти-поршни, окна впуска и выпуска (патент Франции N 2 237501, кл. F 02 B 53/02, опубликованный в 1975).

В известном двигателе лопасти-поршни шарнирно соединены с ротором и скользят по внутренним поверхностям корпуса. Корпус в продольном разрезе представляет собой фигуру, состоящую из цилиндрических прямолинейных участков двух, трех, четырех, пяти, шести и более, состыкованных с криволинейными цилиндрическими участками. Корпус в поперечном сечении представляет собой полуокружность, эллипс, овал, парабола, гипербола. Рабочая камера ограничена поверхностями лопастей-поршней, соединенных шарнирно с ротором и рабочей поверхностью корпуса, а герметизация его рабочих камер осуществляется за счет контакта кромок лопастей-поршней с рабочей поверхностью корпуса двигателя по всему периметру лопасти-поршня. Данный двигатель относится к роторно-поршневым двигателям с качающимися заслонками, в данном случае лопастями-поршнями.

Такое конструктивное решение не предусматривает наличия торцового уплотнения, а должно обеспечивать герметичность рабочих камер за счет гарантированного контакта кромок лопастей-поршней с рабочей поверхностью корпуса при выполнении рабочего цикла. Поскольку лопасти-поршни шарнирно связаны с ротором и не имеют радиального перемещения относительно ротора, т.е. не предусмотрены компенсаторные элементы, обеспечивающие постоянный контакт их с рабочей поверхностью корпуса, то на участках перехода с прямолинейного на радиусный, лопасти-поршни отходят от рабочего контура, нарушая герметичность рабочих камер. Отсутствие постоянного контакта лопастей-поршней с рабочей поверхностью корпуса приводит к заклиниванию и может вызывать при повороте ротора огромные усилия, что приводит к нарушению нормального рабочего цикла.

Контур рабочей поверхности двигателя, в продольном разрезе представляющий собой фигуру, составленную из цилиндрических прямолинейных участков двух, трех, четырех, пяти, шести и более состыкованных с криволинейными цилиндрическими участками, создает знакопеременные ускорения и силы инерции, действующие на лопасти-поршни. Взаимодействие лопастей-поршней по линии контакта вызывает огромные удельные давления и контактные напряжения на рабочей поверхности корпуса и на трущихся кромках лопастей. Контур образует огромные динамические удары лопастей-поршней на рабочей поверхности корпуса, что вызывает значительные износы рабочей поверхности корпуса и трущихся кромок лопастей-поршней, что приводит в отдельных случаях к поломкам, выкрашиванию металла с рабочей поверхностью корпуса, т.е. может вызвать явление "питтинга", что значительно сокращает моторесурс двигателя и делает его неработоспособным.

Известен роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, (авт.св. СССР N 1237780, кл. F 02 B 55/00 от 04.09.84, содержащий корпус с внутренней рабочей поверхностью, ротор с расположенными в пазах ползунами, шарнирно связанными с поршнями, окна впуска и выпуска.

Внутренняя рабочая поверхность корпуса выполнена в виде двух, равных по 1/2 тора, секторов, состыкованных с двумя цилиндрическими поверхностями.

Такой контур также создает знакопеременные ускорения и силы инерции, действующие на радиальные уплотнения, на поршень и на ползун, что вызывает увеличение удельных давлений со стороны радиальных уплотнений и поршня на внутреннюю рабочую поверхность двигателя, но эти удельные давления снижаются за счет плоскостного контакта рабочей поверхности радиальных уплотнений и внутренней рабочей поверхности.

Благодаря шарнирному соединению поршня с ползунами и выполнению поверхности поршня тороидальной аналогичной внутренней тороидальной поверхности корпуса, поршень при движении по тороидальному участку рабочего контура корпуса копирует эту тороидальную поверхность, обеспечивая плоскостной контакт радиальному уплотнительному элементу, расположенному в средней части поршня. Таким образом уплотнительный элемент благодаря плоскостному контакту с рабочей поверхностью не имеет значительных контактных напряжений как на рабочей поверхности корпуса, так и на рабочей поверхности уплотнительного элемента. Удельное давление уплотнительного элемента по своей величине приближается к удельным давлениям верхнего компрессионного кольца поршневого двигателя внутреннего сгорания.

Создание роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания с улучшенной динамикой, двигателя, не имеющего знакопеременных ускорений и сил инерции с обеспечением многосинхронных циклов в одной секции, что значительно повышает удельные, мощностные и весогабаритные показатели, является задачей, на решение которой направлено изобретение.

Сущность изобретения (вариант 1) заключается в том, что в роторно-поршневом двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус с внутренней рабочей поверхностью, ротор с расположенными в пазах ползунами, шарнирно связанными с поршнями, окна впуска и выпуска, внутренняя рабочая поверхность выполнена в виде тороидальных секторов, состыкованных между собой так, что центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один с меньшим и большим радиусами образования, совпадают, соответственно, с вершинами квадратов.

Такое выполнение внутренней рабочей поверхности корпуса за счет выпуклости контура обеспечивает однозначное по знаку и минимальные по величине ускорения и силы инерции, а следовательно, мягкое безударное взаимодействие радиальных уплотнительных элементов, поршня с рабочей поверхностью корпуса, при этом силы инерции имеют направление от центра ротора. Устранение знакопеременности воздействия сил и ускорений на вращающиеся детали роторного двигателя способствует уменьшению износа радиального уплотнительного элемента и рабочей поверхности корпуса двигателя, повышая моторесурс двигателя.

Выполнение внутренней рабочей поверхности в виде тороидальных секторов, состыкованных между собой так, что центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один с меньшим и большим радиусами образования, совпадают, соответственно, с вершинами квадратов обеспечивает организацию двух синхронных рабочих циклов в одной секции ротора. Формирование тактов при этом осуществляется за каждые 45^o поворота ротора, а четыре такта за 180^o, что обеспечивает увеличение мощности в два раза по сравнению с роторно-поршневым двигателем с односинхронным рабочим циклом при равных диаметрах ротора, равных частотах его вращения и равных рабочих объемах этих двигателей. Увеличение мощности таких двигателей за счет увеличения диаметра ротора позволяет иметь достаточно высокие мощностные и удельные весогабаритные показатели, что является весьма существенным в области расширения мощностного диапазона. Вышеописанный двигатель имеет равные однотипные тороидальные сектора (с меньшим и с большим радиусами образования), что обеспечивает технологичность изготовления, лучшую очистку камер от остаточных газов за счет того, что объемы сжатия при выпуске остаточных газов и при такте сжатия равны между собой. Этот двигатель может быть использован в области мощностей от 50 до 100 л.с. при высоких удельных весогабаритных показателях.

Сущность изобретения (вариант 2) заключается в том, что в роторно-поршневом двигателей внутреннего сгорания, содержащем корпус с внутренней рабочей поверхностью, ротор с расположенными в пазах ползунами, шарнирно связанными с поршнями, окна впуска и выпуска, внутренняя рабочая поверхность выполнена в виде тороидальных секторов, состыкованных между собой так, что центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один с меньшим радиусом образования, совпадают с вершинами прямоугольника, а тороидальных секторов, чередующихся через один с большим радиусом образования, с вершинами ромба.

Такое выполнение внутренней рабочей поверхности корпуса за счет выпуклости контура обеспечивает однозначные по знаку и минимальные по величине ускорения и силы инерции, а, следовательно, мягкое безударное взаимодействие радиальных уплотнительных элементов, поршня с рабочей поверхностью корпуса, при этом силы инерции имеют направление от центра ротора.

Устранение знакопеременности воздействия сил и ускорений на вращающиеся детали роторного двигателя способствует уменьшению износа радиального уплотнительного элемента и рабочей поверхности корпуса двигателя, повышая моторесурс двигателя.

Выполнение внутренней рабочей поверхности в виде тороидальных секторов, состыкованных между собой так, что центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один с меньшим радиусом образования совпадают с вершинами прямоугольника, а тороидальных секторов, чередующихся через один с большим радиусом образования с вершинами ромба обеспечивает организацию двух синхронных рабочих циклов в одной секции ротора. Формирование тактов при этом осуществляется в среднем за каждые 45^o поворота ротора, а четыре такта - за 180^o, что обеспечивает увеличение мощности в два раза по сравнению с роторно-поршневым двигателем с односинхронным рабочим циклом при равных диаметрах ротора, равных частотах его вращения и равных рабочих объемах этих двигателей. Увеличение мощности таких двигателей за счет увеличения диаметра ротора позволяет иметь достаточно высокие мощностные и удельные весогабаритные показатели, что является весьма существенным в области расширения мощностного диапазона.

Поскольку центры образования тороидальных секторов с меньшим радиусом образования совпадают с вершинами прямоугольника, а центры образования тороидальных секторов с большим радиусом образования с вершинами ромба, то тороидальные секторы с меньшим радиусом образования равны между собой, а тороидальные секторы с большим радиусом имеют одинаковый радиус образования, а два тороидальных сектора с большим радиусом образования с окнами впуска и выпуска за счет смещения центров образования к оси ротора, образуют большие объемы впуска и выпуска (относительно 1 варианта), т.е. имеют больший объем всасывания при сохранении объема камеры сжатия, а следовательно, имеется возможность повышения степени сжатия и создания многотопливного двигателя. Такой двигатель имеет возможность повышения мощности, топливоэкономичности и удельных весогабаритных показателей. Увеличение объема всасывания на 20 30% дает увеличение мощности двигателя на 40 60% В данном двигателе коэффициент остаточных газов (по сравнению с 1 вариантом) несколько завышен за счет увеличения объема всасывания и расширения в тороидальных секторах с большим радиусом образования с окнами впуска и выпуска. На это количество остаточных газов обеспечит сокращение периода задержки подготовки топлива самовоспламенением. В случае, если произойдет увеличение остаточных газов больше, чем на 25 30% необходимо применить эжекторную систему для отсоса излишка остаточных газов. Этот двигатель может быть использован в области мощностей 150 200 л.с.

Сущность изобретения (вариант 3) заключается в том, что в роторно-поршневом двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус с внутренней рабочей поверхностью, ротор с расположенными в пазах ползунами, шарнирно связанными с поршнями, окна впуска и выпуска, внутренняя рабочая поверхность выполнена в виде тороидальных секторов, состыкованных между собой так, что центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один с меньшим и большим радиусами образования, совпадают, соответственно, с вершинами правильных шестиугольников.

Двигатель имеет равные однотипные тороидальные сектора, что обеспечивает технологичность изготовления, лучшую очистку камер от остаточных газов за счет того, что объемы сжатия при выпуске остаточных газов и при такте сжатия равны между собой. Этот двигатель может быть использован в области мощностей от 200 до 250 л.с. при высоких удельных весогабаритных показателях.

Сущность изобретения (вариант 4) заключается в том, что в роторно-поршневом двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус с внутренней рабочей поверхностью, ротор с расположенными в пазах ползунами, шарнирно связанными с поршнями, окна впуска и выпуска, внутренняя рабочая поверхность выполнена в виде тороидальных секторов, состыкованных между собой так, что центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один с меньшим радиусом образования, совпадают с вершинами шестиугольника с чередующимися через одну, равными сторонами.

Такое выполнение внутренней рабочей поверхности корпуса за счет выпуклости контура обеспечивает однозначные по знаку и минимальные по величине ускорения и силы инерции, а следовательно, мягкое безударное воздействие радиальных уплотнительных элементов, поршня с рабочей поверхностью корпуса, при этом силы инерции имеют направление от центра ротора.

Устранение знакопеременности воздействия сил и ускорений на вращающиеся детали роторного двигателя способствуют уменьшению износа радиального уплотнительного элемента и рабочей поверхности корпуса двигателя, повышая моторесурс двигателя.

Вполнение внутренней рабочей поверхности в виде тороидальных секторов, состыкованных между собой так, что центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один, с меньшим радиусом образования, совпадают с вершинами шестиугольника с чередующимися через одну, равными сторонами, а центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один, с большим радиусом образования совпадают с вершинами шестиугольника с равными между собой сторонами, обеспечивает организацию трех синхронных циклов в одной секции ротора. Формирование тактов при этом осуществляется в среднем за каждые 30^o, что обеспечивает увеличение мощности в три раза по сравнению с роторно-поршневым двигателем с односинхронным рабочим циклом при равных диаметрах ротора, равных частотах его вращения и равных рабочих объемах их двигателей. Увеличение мощности таких двигателей за счет увеличения диаметра ротора позволяет иметь достаточно высокие мощностные и удельные показатели, что является весьма существенным в области расширения мощностного диапазона.

Поскольку центры образования тороидальных секторов с меньшим радиусом образования совпадают с вершинами шестиугольника с чередующимися через одну равными сторонами, а центры образования тороидальных секторов с большим радиусом образования совпадают с вершинами шестиугольника с равными между собой сторонами, то тороидальные секторы с меньшим радиусом образования равны между собой, а тороидальные секторы с большим радиусом образования имеют одинаковый радиус образования. Кроме того, три тороидальных сектора с большим радиусом образования с окнами впуска и выпуска за счет смещения их центров образования к оси ротора образуют большие объемы впуска и выпуска (относительно 3 варианта), т.е. имеют больший объем всасывания при сохранении объема камеры сжатия, а, следовательно, имеется возможность повышения степени сжатия и создания многотопливного двигателя. Такой двигатель имеет возможность повышения мощности, топливоэкономичности и удельных весогабаритных показателей. Увеличение объема всасывания на 20 30% дает увеличение мощности на 60 90% Однако в данном двигателе коэффициент остаточных газов (по сравнению с 3 вариантом) несколько завышен за счет увеличения объема всасывания и расширения в тороидальных секторах с большим радиусом образования с окнами впуска и выпуска. Но это количество остаточных газов обеспечит сокращение периода задержки подготовки топлива самовоспламенением. В случае, если произойдет увеличение остаточных газов больше, чем на 25 30% необходимо применить эжекторную систему для отсоса излишка остаточных газов. Этот тип двигателя может быть использован в области мощностей 250 300 л.с. при высоких удельных весогабаритных показателях.

Сущность изобретения (вариант 5) заключается в том, что в роторно-поршневом двигателей внутреннего сгорания, содержащем корпус с внутренней рабочей поверхностью, ротор, с расположенными в пазах, ползунами, шарнирно связанными с поршнями, окна впуска и выпуска, внутренняя рабочая поверхность выполнена в виде тороидальных секторов, состыкованных между собой так, что центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один, с меньшим и большим радиусами образования, совпадают, соответственно, с вершинами правильных восьмиугольников.

Такое выполнение внутренней рабочей поверхности корпуса за счет выпуклости контура обеспечивает однозначное по знаку и минимальные по величине ускорения и силы инерции, а, следовательно, мягкое безударное взаимодействие радиальных уплотнительных элементов, поршня с рабочей поверхностью корпуса, при этом силы инерции имеют направление от центра ротора.

Устранение знакопеременности взаимодействия сил и ускорений на вращающиеся детали роторного двигателя способствует уменьшению износа радиального уплотнительного элемента и рабочей поверхности корпуса двигателя, повышая моторесурс двигателя.

Двигатель имеет равные однотипные тороидальные сектора, что обеспечивает технологичность изготовления, лучшую очистку камер от остаточных газов за счет того, что объемы сжатия при выпуске остаточных газов и объемов при такте сжатия равны между собой. Этот двигатель может быть использован в области мощностей от 250 300 л.с. при высоких удельных весогабаритных показателях.

Сущность изобретения (вариант 6) заключается в том, что в роторно-поршневом двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус с внутренней рабочей поверхностью, ротор с расположенными в пазах ползунами, шарнирно связанными с поршнями, окна впуска и выпуска, внутренняя рабочая поверхность выполнена в виде тороидальных секторов, состыкованных между собой так, что центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один, с меньшим радиусом образования совпадают с вершинами восьмиугольника с, чередующимися через одну, равными сторонами, а центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один, с большим радиусом образования, совпадают с вершинами восьмиугольника с равными между собой сторонами.

Такое выполнение внутренней рабочей поверхности корпуса за счет выпуклости контура обеспечивает однозначные по знаку и минимальные по величине ускорения и силы инерции, а, следовательно, мягкое безударное воздействие радиальных уплотнительных элементов, поршня с рабочей поверхностью корпуса, при этом силы инерции имеют направление от центра ротора.

Устранение знакопеременности воздействия сил и ускорений на вращающейся детали роторного двигателя способствует уменьшению износа радиального уплотнительного элемента и рабочей поверхности корпуса двигателя, повышая моторесурс двигателя.

Выполнение внутренней рабочей поверхности в виде тороидальных секторов, состыкованных между собой так, что центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один, с меньшим радиусом образования, совпадают с вершинами восьмиугольника, с чередующимися через одну, равными сторонами, а центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один, с большим радиусом образования, совпадают с вершинами восьмиугольника с равными между собой сторонами, обеспечивает организацию четырех синхронных циклов в одной секции ротора. Формирование тактов при этом осуществляется в среднем за каждые 22^o30' поворота ротора, четыре такта 90^o, что обеспечивает увеличение мощности в четыре раза по сравнению с роторно-поршневым двигателем с односинхронным рабочим циклом при равных диаметрах ротора, равных частотах его вращения и равных рабочих объемах их двигателей. Увеличение мощности таких двигателей за счет увеличения диаметра ротора позволяет иметь достаточно высокие мощностные и удельные весогабаритные показатели, что является весьма существенными в области расширения мощностного диапазона.

Поскольку центры образования тороидальных секторов с меньшим радиусом образования совпадают с вершинами восьмиугольника с, чередующимися через одну, равными сторонами, а центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один, с большим радиусом образования, совпадают с вершинами восьмиугольника с равными между собой сторонами, то тороидальные секторы с меньшим радиусом образования равны между собой, а тороидальные секторы с большим радиусом имеют одинаковый радиус образования. Кроме того, четыре тороидальных сектора с большим радиусом образования с окнами впуска и выпуска за счет смещения их центров образования к оси ротора образуют большие объемы впуска и выпуска (относительно варианта 5), т.е. имеют больший объем всасывания при сохранении объема камеры сжатия, а, следовательно, имеется возможность повышения степени сжатия и создания многотопливного двигателя. Такой двигатель имеет возможность повышения мощности, топливоэкономичности и удельных весогабаритных показателей. Увеличение объема всасывания на 20 30% дает увеличение мощности двигателя на 80 120% В двигателе коэффициент остаточных газов (по сравнению с 5 вариантом) несколько завышен за счет увеличения объема всасывания и расширения в тороидальных секторах с большим радиусом образования с окнами впуска и выпуска. Но это количество остаточных газов обеспечит сокращение периода задержки подготовки топлива самовоспламенением. В случае, если произойдет увеличение остаточных газов больше, чем на 25 30% необходимо применить эжекторную систему для отсоса излишка остаточных газов. Этот тип двигателя может быть использован в области мощностей 280 330 л.с. при высоких удельных весогабаритных показателях.

Сущность изобретения (вариант 7) заключается в том, что в роторно-поршневом двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус с внутренней рабочей поверхностью, ротор с расположенными в пазах ползунами, шарнирно связанными с поршнями, окна впуска и выпуска, внутренняя рабочая поверхность выполнена в виде тороидальных секторов, состыкованных между собой так, что центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один, с меньшим радиусом образования совпадают с вершинами восьмиугольника, с чередующимися через одну, равными между собой четырьмя сторонами и остальными равными между собой противоположными сторонами, а центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один, с большим радиусом образования, совпадают с вершинами восьмиугольника, с чередующимися через две, равными между собой сторонами.

Выполнение внутренней рабочей поверхности в виде тороидальных секторов, состыкованных между собой так, что центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один, с меньшим радиусом образования, совпадают с вершинами восьмиугольника, с чередующимися через одну, равными между собой четырьмя сторонами и остальными равными между собой противоположными сторонами, а центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один, с большим радиусом образования, совпадают с вершинами восьмиугольника, с чередующимися через две, равными сторонами, обеспечивает организацию четырех синхронных циклов в одной секции ротора. Формирование тактов при этом осуществляется в среднем за каждые 22^o30' поворота ротора, четыре такта за 90^o, что обеспечивает увеличение мощности в четыре раза по сравнению с роторно-поршневым двигателем с односинхронным рабочим циклом при равных диаметрах ротора, равных частотах его вращения и равных рабочих объемах их двигателей. Увеличение мощности таких двигателей за счет увеличения диаметра ротора позволяет иметь достаточно высокие мощностные и удельные весогабаритные показатели, что является весьма существенным в области расширения мощностного диапазона.

Поскольку центры образования тороидальных секторов с меньшим радиусом образования совпадают с вершинами восьмиугольника, с чередующимися через одну, равными между собой противоположными сторонами, а центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один, с большим радиусом образование совпадают с вершинами восьмиугольника с, чередующимися через две, равными между собой сторонами, то тороидальные секторы с меньшим радиусом образования равны между собой, а тороидальные секторы с большим радиусом имеют одинаковый радиус образования с окнами впуска и выпуска за счет смещения их центров образования к оси ротора, образуют большие объемы впуска и выпуска (относительно варианта 5), т.е. имеют больший объем всасывания при сохранении объема камеры сжатия, а, следовательно, имеется возможность повышения степени сжатия и создания моноготопливного двигателя. Но, с другой стороны, в результате того, что объем всасывания меньше по сравнению с объемом расширения, имеется возможность осуществить рабочий цикл с продолженным расширением, повышающим топливоэкономичность на 4 8% и снизить шум выпускных газов. По сравнению с 6 вариантом имеет место повышение топливоэкономичности и снижение шумности отработавших газов при незначительном уменьшении мощности.

Сущность изобретения (вариант 8) заключается в том, что в роторно-поршневом двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус с внутренней рабочей поверхностью, ротор, с расположенными в пазах, ползунами, шарнирно связанными с поршнями, окна впуска и выпуска, внутренняя рабочая поверхность выполнена в виде тороидальных секторов, состыкованных между собой так, что центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один, с меньшим и большим радиусами образования, совпадают, соответственно, с вершинами правильных десятиугольников.

Двигатель имеет равные однотипные тороидальные сектора, что обеспечивает технологичность изготовления, лучшую очистку камер от остаточных газов за счет того, что объемы сжатия при выпуске остаточных газов и объемов при такте сжатия равны между собой. Этот двигатель может быть использован в области мощностей 300 350 л.с. при высоких удельных весогабаритных показателях.

Сущность изобретения (вариант 9) заключается в том, что в роторно-поршневом двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус с внутренней рабочей поверхностью, ротор, с расположенными в пазах, ползунами, шарнирно связанными с поршнями, окна впуска и выпуска, внутренняя рабочая поверхность выполнена в виде тороидальных секторов, состыкованных так, что центры образования сектоpов, чередующихся через один, с меньшим радиусом образования, совпадают с вершинами десятиугольника с чередующимися через одну, равными сторонами, а центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один, с большим радиусом образования, совпадают с вершинами десятиугольника с равными между собой сторонами. Такое выполнение внутренней рабочей поверхности корпуса за счет выпуклости контура обеспечивает однозначные по знаку и минимальные по величине ускорения и силы инерции, а следовательно, мягкое безударное воздействие радиальных уплотнительных элементов, поршня с рабочей поверхностью корпуса, при этом силы инерции имеют направление от центра ротора.

Выполнение внутренней рабочей поверхности в виде тороидальных секторов, состыкованных между собой так, что центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один, с меньшим радиусом образования, совпадают с вершинами десятиугольника с, чередующимися через одну, равными сторонами, а центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один, с большим радиусом образования, совпадают с вершинами десятиугольника с равными между собой сторонами, обеспечивает организацию пяти синхронных циклов в одной секции ротора. Формирование тактов при этом осуществляется в среднем за каждые 18^o поворота ротора, четыре такта за 72^o, что обеспечивает увеличение мощности в пять раз по сравнению с роторно-поршневым двигателем с односинхронным рабочим циклом при равных диаметрах ротора, равных частотах его вращения и равных диаметрах ротора, равных частотах его вращения и равных рабочих объемах их двигателей. Увеличение мощности таких двигателей за счет увеличения диаметра ротора позволяет иметь достаточно высокие мощностные и удельные весогабаритные показатели, что является весьма существенным в области расширения мощностного диапазона.

Поскольку центры образования тороидальных секторов с меньшим радиусом образования совпадают с вершинами десятиугольника с, чередующимися через одну, равными сторонами, а центры образования тороидальных секторов, чередующихся через один, с большим радиусом образования, совпадают с вершинами десятиугольника с равными между собой сторонами, то тороидальные секторы с меньшим радиусом образования равны между собой, а тороидальные секторы с большим радиусом имеют одинаковый радиус образования. Кроме того, пять тороидальных секторов с большим радиусом образования с окнами впуска и выпуска за счет смещения из центров образования к оси ротора образуют большие объемы впуска и выпуска (относительно 8 варианта), т.е. имеют больший объем всасывания при сохранении объема камеры сжатия, а следовательно, имеется возможность повышения степени сжатия и создания многотопливного двигателя. Такой двигатель имеет возможность повышения мощности, топливоэкономичности и удельных весогабаритных показателей. Увеличение объема всасывания на 20 30% дает увеличение мощности двигателя на 100 150% Однако, в данном двигателе коэффициент остаточных газов (по сравнению с 7 вариантом) несколько завышен за счет увеличения объема всасывания и расширения в тороидальных секторах с большим радиусом образования с окнами впуска и выпуска. Но это количество остаточных газов обеспечит сокращение периода задержки подготовки топлива воспламенением. В случае, если произойдет увеличение остаточных газов больше, чем на 25 30% необходимо применить эжекторную систему для отсоса излишка остаточных газов. Этот тип двигателей может быть использован в области мощностей 320 270 л.с. при высоких удельных весогабаритных показателях.

Сущность изобретения по варианту 10 заключается в том, что в роторно-поршневом двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус с внутренней рабочей поверхностью, ротор, с расположенными в пазах, ползунами, шарнирно связанными с поршнями, окна впуска и выпуска, внутренняя рабочая поверхность выполнена в виде тороидальных секторов, состыкованных так, что центр

Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания (варианты)

Патент 2076220