Двухсекционный роторно-поршневой двигатель с планетарным движением встречно вращающихся роторов

Двухсекционный роторно-поршневой двигатель с планетарным движением встречно вращающихся роторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к машиностроению, а именно к роторно-поршневым двигателям внутреннего сгорания.

Для осуществления в двигателе процесса с воспламенением от сжатия, как известно /Н.С.Ханин, С.Б.Чистозвонов. Автомобильные роторно-поршневые двигатели. М., Машгиз, 1964, 184 с./, степень сжатия необходимо довести по крайней мере до 14. Чтобы повысить степень сжатия в роторно-поршневом двигателе с планетарным движением ротора, дополнительно следует заменить круглый профиль боковых сторон ротора более сложными профилями, которые представляют собой огибающие совокупности положений профиля статора на плоскости, связанной с ротором. Применение ротора с тремя выступами теоретически позволяет получить достаточно высокую степень сжатия (до 15,5). При дальнейшем увеличении числа выступов ротора наибольшая степень сжатия быстро снижается. Уменьшение числа выступов ротора до 2 дает возможность увеличить степень сжатия до 140. В этом случае, однако, увеличивается степень неравномерности вращения вала двигателя, а необходимая для осуществления цикла поршневого двигателя последовательность работы отсеков не может быть обеспечена без применения золотниковых механизмов.

Тем не менее, наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является, по мнению заявителя, роторно-поршневой двигатель /патент РФ №2141044 (кл. F02B 53/08) от 04.07.1997/, содержащий, по крайней мере, пару роторных секций с общим выходным валом, оппозитно которому установлены роторы - поршни в виде трехгранной призмы, при этом с одной стороны внутренней криволинейной поверхности статора в каждой секции выполнены газовые впускное и выпускное окна, которые на внешней поверхности корпуса статора выходят в жестко укрепленные на нем газовые каналы с трубчатыми стенками, причем находящийся в корпусе статора объем рабочей полости двигателя содержит постоянные по объему камеры сгорания и снабжен двумя взаимно перекрещивающимися газовыми перепускными каналами, образующими собой общий для них рекуперативный теплообменник.

Недостаток известного технического решения состоит в технологической сложности выполнения профиля ротора в виде криволинейного треугольника и соответствующего ему эпитрохоидного профилирования внутренней поверхности статора, что следует, в частности, из работы /Дружинский И.А. Методы обработки сложных поверхностей на металлорежущих станках. М. - Л., «Машиностроение», 1965, 600 с./.

Задачей изобретения является улучшение технологичности изготовления ротора и статора роторно-поршневого двигателя высокой степени сжатия.

Указанная задача достигается тем, что двухсекционный роторно-поршневой двигатель с планетарным движением встречно вращающихся роторов, содержащий, по крайней мере, пару роторных секций с общим выходным валом, оппозитно которому установлены роторы - поршни этих секций, корпус статора, согласно изобретению, двигатель выполнен в модульном исполнении, а корпус статора - с цилиндрической внутренней поверхностью, при этом две роторные секции с общим выходным валом сопряжены друг с другом посредством редукторного узла или торсионного вала, имеющих закрепленную консольно шестерню внутреннего зацепления с зубчатым колесом внешнего зацепления соответствующего ротора, а каждый из встречно вращающихся вокруг соответствующей шестерни роторов с двумя выступами выполнен с гипоциклоидной образующей сторон при центральном угле α≤45° и соответствующей круговой образующей внутренней поверхности статорной части.

Изобретение поясняется фиг.1 и 2.

Принципиальная схема роторно-поршневого двигателя предлагаемой конструкции показана на фиг.1, где 1 - корпус статора с цилиндрической внутренней поверхностью, 2 и 3 - отверстия для впуска горючей смеси и выпуска продуктов сгорания, 4 - ротор с двумя выступами 5 и 6 (уплотнения не показаны), 7 - зубчатое колесо внешнего зацепления ротора 4, 8 - шестерня внутреннего зацепления, закрепленная консольно на выходном валу редукторного узла (поз.9 фиг.2) или торсионном валу.

Принципиальная схема зубчатого зацепления роторно-поршневого двигателя предлагаемой конструкции показана на фиг.2, где 4 и 10 - роторы, 7 и 11 - зубчатые колеса внешнего зацепления роторов, 8 и 12 - шестерни внутреннего зацепления, закрепленные консольно на выходном валу редукторного узла 9 или терсионного вала (не показан), 13 и 14 - эксцентриковые валы соответственно секций I и II.

Работает двухсекционный роторно-поршневой двигатель с планетарным движением встречно вращающихся роторов следующим образом.

При синхронном вращении встречно вращающихся роторов 4 и 10 вокруг соответствующих шестерен 8 и 12, консольно закрепленных на выходном валу редукторного узла 9 или эквивалентного ему торсионного вала (который на фиг. не показан), происходит расчетное удваивание крутящего момента на общем выходном валу двигателя. При этом двигатель работает более равномерно, чем однороторный, в силу предлагаемой схемы синхронизирующих шестерен 8 и 12 и общей модульной компоновки двигателя. При этом каждый из роторов 4 и 10 в предлагаемом техническом решении вращается вокруг своей оси, которая, в свою очередь, синхронно вращается вокруг оси вала соответственно 13 и 14 отбора мощности. Такое движение роторов обеспечивается путем дезаксиального расположения их на эксцентриковых валах и использования пар синхронизирующих шестерен соответственно 7 и 8 и 11 и 12, объединенных посредством, например, редукторного узла 9 или торсионного вала (на фиг. не показан).

При вращении роторов объем отсеков между боковыми сторонами ротора и внутренней рабочей поверхностью статора (см. фиг.1) в каждой из секций непрерывно циклически меняется от максимального значения до минимального синхронно в силу объединения секций посредством, например, редукторного узла 9 или торсионного вала (на фиг. не показан).

Изготовление роторов и статоров для предлагаемой конструкции двухсекционного роторно-поршневого двигателя возможно на широко распространенных станках с ЧПУ с большой степенью точности и с использованием простых программ, что повышает общий уровень технологичности роторно-поршневых двигателей высокой степени сжатия.

Двухсекционный роторно-поршневой двигатель с планетарным движением встречно вращающихся роторов, содержащий, по крайней мере, пару роторных секций с общим выходным валом, оппозитно которому установлены роторы - поршни этих секций, корпус статора, отличающийся тем, что двигатель выполнен в модульном исполнении, а корпус статора - с цилиндрической внутренней поверхностью, при этом две роторные секции с общим выходным валом сопряжены друг с другом посредством редукторного узла или торсионного вала, имеющих закрепленную консольно шестерню внутреннего зацепления с зубчатым колесом внешнего зацепления соответствующего ротора, а каждый из встречно вращающихся вокруг соответствующей шестерни роторов с двумя выступами выполнен с гипоциклоидной образующей сторон при центральном угле α≤45° и соответствующей круговой образующей внутренней поверхности статорной части.