Роторно-импульсный двигатель

Роторно-импульсный двигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению. Предлагаемый двигатель может быть использован в автомобилестроении, судостроении и других отраслях, где требуется преобразование энергии.

К настоящему времени наибольшее распространение получили поршневые четырехтактные двигатели внутреннего сгорания. Менее распространены роторно-поршневые двигатели, в том числе двигатель Ф.Ванкеля. Принцип работы поршневого четырехтактного двигателя Э.Лангена и Н.Отто - К.Бенца - Р.Дизеля раскрыт в работе В.К.Вахламова, М.Г.Шатрова, А.А.Юрчевского "Автомобили. Теория и конструкция автомобиля и двигателя". (Москва. "Академия" 2005 г.). Цилиндрический поршень совершает возвратно-поступательное движение внутри гильзы (открытой со стороны коленчатого вала и закрытой с противоположной), являющейся частью корпуса двигателя. Поршень соединен шатуном с коленчатым валом. Во время перемещения за два оборота коленчатого вала происходит последовательно: всасывание (впуск) рабочей смеси (бензин, газ, дизтопливо и др. с воздухом), сжатие рабочей смеси, воспламенение рабочей смеси - рабочий ход, выхлоп отработанных газов. Таков рабочий цикл двигателя.

Описание двигателя Ф.Ванкеля изложено в работе Г.С.Маджуга и В.Х.Подойница "Роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания" (Москва. "Знание". 1964 г.). Трехгранный ротор обкатывается вокруг неподвижного зубчатого колеса, сцепляясь с ним внутризубчатым венцом, при этом вершины его угла совершают движение по эпитрахоиде. Рабочая полость корпуса имеет форму двух сопряженных цилиндров. При вращении ротора между стенками корпуса и гранями ротора происходит последовательное изменение объемов, т.е. происходят последовательно процессы четырехтактного двигателя.

Ближайшим аналогом изобретения является роторно-импульсный двигатель внутреннего сгорания, содержащий заключенные в оболочке две пары поршней, вращающихся на общем валу от воспламенения горючей смеси между поршнями, передача крутящего момента от которых осуществляется двумя шестернями, позволяющими передавать вращающий момент в соответствии с циклом поршней, при этом крутящий момент передается приводу зубчатым зацеплением (см. патент RU 2292470 С2, F02B 53/00, 27.01.2007, 6 стр.(1)).

Техническим результатом изобретения является увеличение КПД и упрощение конструкции двигателя.

Технический результат достигается тем, что роторно-импульсный двигатель внутреннего сгорания, содержащий заключенные в оболочке две пары поршней, вращающихся на общем валу от воспламенения горючей смеси между поршнями, передача крутящего момента от которых осуществляется двумя шестернями, позволяющими передавать вращающий момент в соответствии с циклом поршней, при этом крутящий момент передается приводу зубчатым зацеплением, отличается тем, что поршни выполнены V-образными, оболочка выполнена цилиндрической, одна из шестерен цилиндрическая, а вторая составная из двух половин цилиндрической шестерни, соединенных двумя рейками так, что количество зубьев цилиндрической части и прямолинейной равны.

На фиг.1 показан один рабочий ход при одной рабочей камере.

На фиг.2 показан один рабочий ход при двух рабочих камерах.

На фиг.3 в верхней и нижней частях листа показаны узлы передачи крутящего момента, в центре - свеча зажигания, вал главного привода, наружная оболочка, рубашка охлаждения, внутренний вал.

На фиг.4 показаны поршни на внутреннем валу, наружная оболочка, свеча зажигания, рубашка охлаждения, узлы подвода и отвода компонентов с указанием направления.

На фиг.5 и фиг.6 показаны положения шестерен узла передачи крутящего момента.

Предлагаемый двигатель состоит из двух колец с закрепленными на каждом из них по два поршня. Каждый поршень представляет собой призму, в сечении которой - 60-градусный кольцевой сектор. Поршни расположены на кольце диаметрально. При сборке поршни одного кольца входят в пространство между поршнями другого. При этом каждое из колец может поворачиваться относительно другого на угол 60 градусов. Вместе оба диска установлены в цилиндрической оболочке и на одном полом валу. При повороте одного из них относительно другого в двух камерах между поршнями происходит расширение, в двух других - сжатие. В одной (или двух - в зависимости от возможностей теплоотвода) из сжимаемых камер впрыснутая в предыдущем цикле рабочая смесь воспламеняется. Происходит рабочий ход. Остальные циклы достаточно полно указаны на фиг.1 для двигателя с одной рабочей камерой и на фиг.2 для двигателя с двумя камерами.

Для передачи крутящего момента по необходимому циклу от дисков с поршнями валу главного привода использованы два узла передачи крутящего момента.

Узел передачи крутящего момента представляет собой овальную шестерню, состоящую из двух половин цилиндрической шестерни, соединенных двумя зубчатыми рейками, причем число зубьев полушестерен и реек одинаково. Когда в зацеплении находится рейка, овальная шестерня перемещается поступательно, когда полушестерня - вращается от шестерни, соединенной с диском и передает вращение валу главного привода. В период поступательного перемещения овальная шестерня препятствует вращению связанной с ней парой поршней в обратном направлении.

По сравнению с аналогом конструкция отличается простотой и повышением качества рабочей смеси из-за дополнительной продувки камер сгорания после рабочего хода.

Материалы для изготовления основных деталей двигателя: легированный силумин для поршней и дисков (являющихся единым целым), легированные стали для валов и шестерен, чугун для корпуса рубашки охлаждения.

Рабочая среда - атмосфера.

Конструкция предлагаемого двигателя решает следующие основные задачи:

- повышение полезной работы на единицу топлива (дополнительная вентиляция камер сгорания);

- снижение потерь на трение (отсутствие подшипников скольжения);

- упрощение производства, ремонта и обслуживания (простота конструкции).

Роторно-импульсный двигатель внутреннего сгорания, содержащий заключенные в оболочке две пары поршней, вращающихся на общем валу от воспламенения горючей смеси между поршнями, передача крутящего момента от которых осуществляется двумя шестернями, позволяющими передавать вращающий момент в соответствии с циклом поршней, при этом крутящий момент передается приводу зубчатым зацеплением, отличающийся тем, что поршни выполнены V-образными, оболочка выполнена цилиндрической, одна из шестерен цилиндрическая, а вторая - составная из двух половин цилиндрической шестерни, соединенных двумя рейками так, что количество зубьев цилиндрической части и прямолинейной равны.