Патент 2213235

Двигатель с вращающимся блоком цилиндров

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с вращающимся блоком. Техническим результатом является повышение эффективности проведения рабочего процесса без усложнения конструкции двигателя. Сущность изобретения: в двигателе с вращающимся блоком цилиндров, в котором выполнены радиальные цилиндрические камеры с поршнями, согласно изобретению поршни перемещаются во втулках из антифрикционного материала и делят камеры на две полости. В одной камере осуществляется рабочий процесс, а во второй - наддув воздуха. Кроме того, передаточное отношение неподвижной и подвижной шестерен силового механизма равно 3, количество поршней кратно последнему, а в корпусе двигателя выполнены каналы, которые через трубопроводы соединяют между собой две надпоршневые полости блока цилиндров. 1 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к конструкциям роторно-поршневых двигателей внутреннего сгорания, и может использоваться в качестве силовых установок различных машин.

Известны двигатели с вращающимся блоком цилиндров (патенты США 2990820, М. кл. F 02 В 57/00 и 3499424, М.кл. F 02 В 57/00), содержащие неподвижный корпус, вращающийся блок цилиндров (ротор) с поршнями и шестеренчато-кривошипно-шатунный силовой механизм. Двигатели компактны, хорошо уравновешены, однако по расходу топлива не имеют преимуществ перед обычными двигателями внутреннего сгорания. Кроме этого, конструктивная их схема не предусматривает применение трех, шести, девяти и другого количества поршней, кратного трем, а также использование наддува воздуха и продолженного расширения отработавших газов.

Изобретение направлено на повышение топливной экономичности и повышение быстроходности двигателя.

Решение поставленной задачи достигается тем, что конструкция двигателя с вращающимся блоком цилиндров предусматривает применение поршней двойного действия и изменение передаточного отношения шестерен силового механизма.

Заявляемый двигатель отличается тем, что он имеет поршни, перемещающиеся во втулках из антифрикционного материала и разделяющие цилиндры на надпоршневую и подпоршневую полости, что позволяет сократить потери на трение и организовать наддув воздуха, а также передаточное отношение неподвижной и подвижных шестерен (три вместо четырех), что дает возможность применять три, шесть, девять и т.д. поршней и организовать цикл с продолженным расширением отработавших газов.

Двигатель (см. чертеж) содержит неподвижный корпус 1, в котором установлен подвижный (вращающийся) блок цилиндров 2 с поршнями 3 со штоками 4, установленными во втулках 5 из антифрикционного материала. Поршни 3 с помощью пальцев 6 и шатунов 7 соединены с шестернями-кривошипами 8. Последние подвижно закреплены в блоке цилиндров 2 и находятся в зацеплении с неподвижной шестерней 9. В корпусе 1 выполнены впускные 10 и выпускные 11 и 16 окна, соединяющиеся с надпоршневым 12 пространством каждого цилиндра при вращении блока цилиндров 2. Подпоршневая полость 13 соединена с атмосферой с помощью отверстий в блоке цилиндров и окон в боковых крышках корпуса 1 (не показано). В корпусе 1 выполнены отверстия, соединенные между собой трубопроводом 14, и резьбовое отверстие для свечи зажигания 15.

Двигатель работает следующим образом. При вращении ротора 2 поршни 3 перемещаются в радиальном направлении благодаря шестеренчатому-кривошипно-шатунному механизму и одновременно совершают вращательное движение вместе с ротором. Изменение надпоршневого объема 12 используется для организации рабочего процесса. При перемещении поршня 3 к центру ротора (к нижней мертвой точке) в момент совпадения цилиндра с впускным окном 10 под действием разрежения в надпоршневое пространство засасывается топливная смесь. Вращаясь, ротор 2 перекрывает впускное окно 10, поршень 3 перемещается от центра к периферии и сжимает топливную смесь. При его подходе к верхней мертвой точке проскакивает искра между электродами свечи зажигания 15 и рабочая смесь воспламеняется. Затем происходит расширение образовавшихся в процессе сгорания газов и осуществляется рабочий ход, при котором перемещение поршня 3 к центру ротора под действием газовых сил с помощью силового механизма преобразуется во вращательное движение ротора 2. Одновременно часть газов из цилиндра поступает по трубопроводу 14 в следующий (по направлению вращения ротора) цилиндр и таким образом осуществляется продолженное их расширение (одновременно в двух цилиндрах). После этого поршень вновь перемещается к переферии и отработавшие газы выбрасываются через выпускное окно 11 (при совпадении с ним цилиндра) в атмосферу. Из второго цилиндра газы выбрасываются через окно 16. Описанные процессы в остальных цилиндрах протекают аналогично.

Применение продолженного расширения увеличивает мощность двигателя без увеличения подачи топлива, т. е. повышает его экономичность. Подпоршневое пространство 13 используется для всасывания воздуха и его наддува в камеру сгорания (в надпоршневое пространство) и увеличения мощности.

Формула изобретения

Двигатель внутреннего сгорания с вращающимся блоком цилиндров, в котором выполнены радиальные цилиндрические камеры с поршнями, отличающийся тем, что поршни перемещаются во втулках из антифрикционного материала и делят камеры на две полости, в одной из которых осуществляется рабочий процесс, а во второй - наддув воздуха, кроме того, передаточное отношение неподвижной и подвижной шестерен силового механизма равно 3, количество поршней кратно последнему, а в корпусе двигателя выполнены каналы, которые через трубопровод соединяют между собой две надпоршневые полости блока цилиндров.

РИСУНКИ

Рисунок 1