Роторно-поршневой двигатель

Роторно-поршневой двигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к роторно-поршневому двигателю, включающему в себя ступень сжатия и ступень расширения, соответственно содержащие вращающийся рабочий поршень для сжатия или же расширения рабочего газа.

Типовой роторно-поршневой двигатель известен из WO 2008/071326 А1.

Роторно-поршневым двигателем является двигатель внутреннего сгорания на основании вращающихся и функционально взаимодействующих друг с другом вращающихся поршней для компрессии или же сжатия горючих газов и расширения сгоревших газов. В рамках настоящего описания горючий газ и сгоревший газ упрощенно обозначены как рабочий газ. В роторно-поршневом двигателе сжатие рабочего газа и переход рабочего газа из ступени сжатия в ступень расширения являются решающими для коэффициента полезного действия двигателя. Роторно-поршневые двигатели имеют значительно более высокую частоту вращения, чем двигатели с поступательно движущимися поршнями, например, бензиновые двигатели, содержащие поршень, шатун и коленчатый вал, однако выполняют те же самые рабочие такты, а именно, всасывание, сжатие, воспламенение и расширение. Так как объем сжатия в роторно-поршневых двигателях существенно меньше, чем в двигателях с поступательно движущимися поршнями, то происходит существенно большее количество переходов газа между отдельными рабочими тактами, и удельная мощность является значительно более высокой.

Важным требованием является реализация от коротких до чрезвычайно коротких газовых каналов или же проводящих участков для транспортировки рабочего газа между отдельными рабочими тактами.

В основании изобретения лежит задача обеспечить создание роторно-поршневого двигателя, который обеспечивает возможность реализации еще более коротких газовых каналов, чем традиционный роторно-поршневой двигатель.

Для решения задачи, лежащей в основании изобретения, предложен роторно-поршневой двигатель по п. 1 формулы изобретения, который включает в себя ступень сжатия, имеющую вращающийся рабочий поршень для сжатия рабочего газа, и ступень расширения, имеющая вращающийся рабочий поршень для расширения рабочего газа, причем камера воспламенения выполнена с возможностью сообщения со ступенью сжатия и/или со ступенью расширения в регулируемом диапазоне угла поворота соответствующего рабочего поршня

Предпочтительные варианты изобретения заявлены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Предпочтительно рабочие поршни ступени сжатия и ступени расширения расположены в осевом направлении друг за другом и предпочтительно выполнены с возможностью вращения вокруг общей оси. Таким образом, рабочие поршни ступени сжатия и ступени расширения могут быть прилегающими, непосредственно расположенными по соседству друг с другом в осевом направлении, то есть, вдоль оси вращения, так что газовые каналы между ступенями расширения и сжатия существенно укорочены по сравнению с традиционным решением, и задача, лежащая в основании изобретения, решена. Предпочтительно также друг за другом в осевом направлении и/или с возможностью вращения вокруг общей оси расположены вспомогательные поршни, которые взаимодействуют с рабочими поршнями с целью образования камер сжатия и расширения с переменным объемом, так что вращательные движения рабочих и вспомогательных поршней могут легко синхронизироваться.

Предпочтительно рабочие поршни ступени сжатия и ступени расширения расположены на общем валу. Предпочтительно рабочие поршни ступени сжатия и ступени расширения неподвижно соединены или выполнены как одно целое, или же в виде одного элемента. Благодаря этому ступень расширения может приводить ступень сжатия по принципу газовой турбины, почти без потерь, так что отсутствует необходимость расположения между ступенями расширения и сжатия муфты или силового передающего устройства.

Может оказаться полезным, если сжатый рабочий газ для воспламенения отводится в радиальном направлении внутрь, к оси вращения рабочих поршней. Благодаря этому объем внутри рабочего поршня ступени сжатия и/или ступени расширения может использоваться для воспламенения и сжигания рабочего газа, а газовые каналы между ступенями сжатия и расширения могут быть дополнительно укорочены по сравнению с традиционным решением.

В одном предпочтительном варианте изобретения ступень сжатия удовлетворяет по меньшей мере одному из следующих требований.

- Сжатый рабочий газ проведен для воспламенения через рабочий поршень. Вследствие этого сжатый рабочий газ может быть введен по короткому пути в камеру воспламенения, расположенную внутри рабочего поршня. Благодаря коротким путям проведения образуются малые потери давления, а также высокая степень сжатия.

- Рабочий поршень содержит по меньшей мере одно отверстие, проходящее через него. Предпочтительно ступень сжатия, в частности, камера сжатия, образованная рабочим поршнем, корпусом и взаимодействующим с рабочим поршнем вспомогательным поршнем, может непосредственно сообщаться через отверстие с камерой воспламенения в определенном диапазоне угла поворота рабочего поршня. Чтобы предотвратить обратное протекание вытесняемого рабочего газа в камеру сжатия, между камерой сжатия и камерой воспламенения, предпочтительно в области отверстия, может быть расположен обратный клапан или же одноходовой клапан, который позволяет рабочему газу переходить лишь из камеры сжатия в камеру воспламенения, а не наоборот. Предпочтительно отверстие состоит из параллельных отверстий, которые находятся на расстоянии друг от друга в осевом направлении.

- Отверстие проходит через рабочий поршень, по существу, в радиальном направлении. Благодаря этому сжатый рабочий газ может вводиться в камеру воспламенения, расположенную внутри рабочего поршня, по кратчайшему пути. Вследствие этого образуются минимальные потери давления, а также особенно высокая степень сжатия.

- Рабочий поршень содержит боковую поверхность, которая вместе с корпусом роторно-поршневого двигателя образует по меньшей мере один участок кольцевой полости. В этом участке кольцевой полости во время непрерывного вращательного движения рабочего поршня рабочий газ может всасываться, перемешиваться и сжиматься.

- Боковая поверхность рабочего поршня является по существу цилиндрической. Благодаря этому участок кольцевой полости, образованный между корпусом и боковой поверхностью, может быть идеально уплотнен. Разумеется, боковая поверхность рабочего поршня может быть также выполнена вогнутой или выпуклой.

- Рабочий поршень включает в себя по меньшей мере одну заслонку, предпочтительно выступающую в радиальном направлении от боковой поверхности рабочего поршня. При непрерывном вращательном движении рабочего поршня заслонка обеспечивает то, что рабочий газ, вводимый в участок кольцевой полости, образованный между корпусом и боковой поверхностью, идеально всасывается, перемешивается и сжимается.

- Заслонка выполнена в поперечном сечении в форме эвольвенты. При этом боковые стороны заслонки образованы частями эвольвенты. Посредством этого может быть обеспечено, что рабочий поршень и вспомогательный поршень, если смотреть в поперечном сечении, особенно плотно расположены и хорошо уплотнены друг по отношению к другу в трех точках. Кроме того, образуются оптимальные условия протекания рабочего газа. Предпочтительно заслонка сужается от основания к вершине и образует в области гребня острый угол.

- Заслонка вместе с корпусом роторно-поршневого двигателя и боковой поверхностью рабочего поршня образует участок кольцевой полости, предпочтительно уплотненный со всех сторон. Благодаря этому рабочий объем ступени сжатия может быть разделен на несколько отдельных участков.

- Рабочий поршень содержит несколько заслонок, выступающих от боковой поверхности рабочего поршня с равномерными угловыми интервалами по отношению к оси вращения рабочего поршня. Благодаря этому может быть произвольно повышено количество рабочих циклов, протекающих за один оборот рабочего поршня.

- Рабочий поршень содержит три заслонки, выступающие от боковой поверхности рабочего поршня с угловыми интервалами 120° по отношению к оси вращения рабочего поршня. При наличии трех заслонок могут получаться особенно выгодные характеристики мощности двигателя.

- Отверстие оканчивается на боковой стороне заслонки, предпочтительно на боковой стороне заслонки, расположенной впереди по направлению вращения. Благодаря этому может оптимально использоваться объем камеры сжатия, и может быть достигнут особенно высокий коэффициент сжатия.

- Рабочий поршень выполнен в виде полого цилиндра с двойной стенкой, при этом внутренний цилиндр рабочего поршня предпочтительно имеет большую длину в осевом направлении, чем наружный цилиндр рабочего поршня. Благодаря такой конфигурации рабочий поршень имеет особенно стабильную конструктивную форму.

- Рабочий поршень взаимодействует с вспомогательным поршнем, чтобы образовать по меньшей мере одну камеру сжатия с переменным объемом. Предпочтительно рабочий поршень и вспомогательный поршень образуют вместе с корпусом камеру сжатия с уменьшающимся объемом, когда рабочий поршень и вспомогательный поршень обкатываются друг по другу в определенном направлении вращения.

- Рабочий поршень взаимодействует с вспомогательным поршнем, чтобы образовать по меньшей мере одну камеру всасывания с переменным объемом. Предпочтительно рабочий поршень и вспомогательный поршень образуют вместе с корпусом камеру всасывания с увеличивающимся объемом, когда рабочий поршень и вспомогательный поршень обкатываются друг по другу в определенном направлении вращения.

- Вспомогательный поршень содержит по существу цилиндрическую боковую поверхность.

- Вспомогательный поршень содержит выемки в количестве, согласованном с количеством заслонок рабочего поршня.

- при взаимной обкатке рабочего поршня и вспомогательного поршня по типу эвольвентного зацепления, предпочтительно без контакта, обеспечена возможность размещения заслонки в выемке с уплотнением.

- Рабочий поршень и вспомогательный поршень выполнены с возможностью вращения с принудительной синхронизацией.

- Ступень сжатия содержит регулируемый управляющий элемент, который периодически обеспечивает и предотвращает выпуск сжатого рабочего газа из ступени сжатия.

В еще одном предпочтительном варианте изобретения ступень расширения удовлетворяет по меньшей мере одному из следующих требований.

- Воспламененный рабочий газ проведен для расширения в радиальном направлении наружу, от оси вращения рабочего поршня. Благодаря коротким путям проведения образуются малые потери давления и высокий коэффициент полезного действия роторно-поршневого двигателя.

- Воспламененный рабочий газ проведен для расширения через рабочий поршень ступени расширения. Благодаря этому воспламененный рабочий газ может направляться в камеру расширения по короткому пути. Вследствие этого образуются очень малые потери давления и очень высокий коэффициент полезного действия роторно-поршневого двигателя.

- Рабочий поршень содержит по меньшей мере одно отверстие, которое проходящее через него. Предпочтительно ступень расширения, в частности, камера расширения, образованная рабочим поршнем, корпусом и взаимодействующим с рабочим поршнем вспомогательным поршнем, может сообщаться через отверстие непосредственно с камерой воспламенения в определенном диапазоне угла поворота рабочего поршня. Предпочтительно отверстие, проходящее через рабочий поршень ступени расширения, имеет большую общую площадь поперечного сечения, чем отверстие, проходящее через рабочий поршень ступени сжатия.

- Отверстие проходит через рабочий поршень по существу в радиальном направлении. Благодаря этому воспламененный рабочий газ может проводиться в камеру расширения по кратчайшему пути. Вследствие этого образуются особенно малые потери давления и особенно высокий коэффициент полезного действия роторно-поршневого двигателя.

- Рабочий поршень содержит боковую поверхность, которая вместе с корпусом роторно-поршневого двигателя образует по меньшей мере один участок кольцевой полости. В этом участке кольцевой полости воспламененный рабочий газ может оптимально расширяться и выпускаться во время непрерывного вращательного движения рабочего поршня.

- Боковая поверхность рабочего поршня является по существу цилиндрической. Благодаря этому участок кольцевой полости, образованный между корпусом и боковой поверхностью, может быть идеально уплотнен. Разумеется, боковая поверхность рабочего поршня может быть также выполнена вогнутой или выпуклой.

- Рабочий поршень содержит по меньшей мере одну заслонку, предпочтительно выступающую от боковой поверхности рабочего поршня в радиальном направлении. При непрерывном вращательном движении рабочего поршня заслонка обеспечивает то, что энергия, высвобождаемая вследствие сгорания рабочего газа, оптимально воздействует на рабочий поршень и преобразуется в энергию вращения.

- Заслонка выполнена в поперечном сечении в форме эвольвенты. При этом боковые стороны заслонки образованы частями эвольвенты. Посредством этого может быть обеспечено, что рабочий поршень и вспомогательный поршень, если смотреть в поперечном сечении, особенно плотно расположены и хорошо уплотнены друг по отношению к другу в трех точках. Кроме того, образуются оптимальные условия протекания рабочего газа. Эта форма поперечного сечения благоприятствует условиям протекания расширяющегося рабочего газа в участке кольцевой полости, образованном между корпусом и боковой поверхностью.

- Заслонка вместе с корпусом роторно-поршневого двигателя и боковой поверхностью рабочего поршня образует участок кольцевой полости, предпочтительно уплотненный со всех сторон. Благодаря этому рабочий объем ступени расширения может быть разделен на несколько отдельных участков.

- Рабочий поршень содержит несколько заслонок, выступающих от боковой поверхности рабочего поршня с равномерными угловыми интервалами по отношению к оси вращения рабочего поршня. Благодаря этому может быть произвольно повышено количество рабочих циклов, протекающих за один оборот рабочего поршня.

- Рабочий поршень содержит три заслонки, выступающие от боковой поверхности рабочего поршня с угловыми интервалами 120° по отношению к оси вращения рабочего поршня. При наличии трех заслонок могут получаться особенно выгодные характеристики мощности двигателя.

- Отверстие оканчивается на боковой стороне заслонки, предпочтительно на боковой стороне заслонки, расположенной сзади по направлению вращения. Благодаря этому энергия расширения воспламененного рабочего газа может дополнительно использоваться в качестве привода для ускорения рабочего поршня. Предпочтительно отверстие, оканчивающееся на боковой стороне заслонки, действует в качестве сопла, так что на рабочий поршень при выпуске рабочего газа действует вращающий момент.

- Рабочий поршень выполнен в виде одностенного цилиндра. В этом конструктивном варианте рабочий поршень может быть экономично изготовлен.

- Рабочий поршень взаимодействует с вспомогательным поршнем, чтобы образовать по меньшей мере одну камеру расширения с переменным объемом. Предпочтительно рабочий поршень и вспомогательный поршень образуют вместе с корпусом камеру расширения с увеличивающимся объемом, когда рабочий поршень и вспомогательный поршень обкатываются друг по другу в определенном направлении вращения.

- Вспомогательный поршень содержит по существу цилиндрическую боковую поверхность.

- Вспомогательный поршень содержит выемки в количестве, согласованном с количеством заслонок рабочего поршня.

- при взаимной обкатке рабочего поршня и вспомогательного поршня по типу эвольвентного зацепления, предпочтительно без контакта, обеспечена возможность размещения заслонки в выемке с уплотнением.

- Рабочий поршень и вспомогательный поршень выполнены с возможностью вращения с принудительной синхронизацией.

- Ступень расширения содержит регулируемый управляющий элемент, который периодически обеспечивает и предотвращает проникновение воспламененного рабочего газа в ступень расширения.

Предпочтительно роторно-поршневой двигатель содержит камеру воспламенения, которая удовлетворяет по меньшей мере одному из следующих требований.

- Камера воспламенения расположена по меньшей мере частично в радиальном направлении внутри рабочего поршня ступени сжатия и/или в радиальном направлении внутри рабочего поршня ступени расширения. Это расположение является особенно компактным.

- Камера воспламенения выполнена с возможностью сообщения со ступенью сжатия, в частности, с камерой сжатия, в предпочтительно регулируемом диапазоне угла поворота рабочего поршня. Благодаря этому сжатый рабочий газ вводится в камеру воспламенения не моментально. В результате могут быть достигнуты лучшие характеристики сгорания. Оптимальный момент времени воспламенения и оптимальный интервал времени для введения рабочего газа в камеру воспламенения варьируют в соответствии с условиями работы роторно-поршневого двигателя. Предусмотренная согласно изобретению возможность регулирования интервала времени для введения рабочего газа в камеру воспламенения и/или предусмотренная согласно изобретению возможность регулирования момента времени воспламенения по отношению к угловому положению рабочего поршня ступени сжатия могут существенно улучшить мощность роторно-поршневого двигателя.

- Камера воспламенения выполнена с возможностью сообщения со ступенью расширения, в частности, с камерой расширения, в предпочтительно регулируемом диапазоне угла поворота рабочего поршня. Благодаря этому воспламененный рабочий газ вводится в камеру расширения не моментально. В результате могут быть достигнуты лучшие характеристики расширения. В частности, заслонка рабочего поршня может нагружаться силой расширяющегося рабочего газа под прямым углом. Таким образом, может быть обеспечена возможность максимального использования энергии расширения рабочего газа. Оптимальный интервал времени для введения рабочего газа в камеру расширения варьируют в соответствии с условиями работы роторно-поршневого двигателя. Предусмотренная согласно изобретению возможность регулирования интервала времени для введения рабочего газа в камеру расширения по отношению к угловому положению рабочего поршня ступени расширения может существенно улучшить мощность роторно-поршневого двигателя.

- Камера воспламенения не выполнена с возможностью сообщения ни со ступенью сжатия, ни со ступенью расширения, в предпочтительно регулируемом диапазоне угла поворота рабочего поршня. Благодаря этому сжатый рабочий газ может заключаться в камере воспламенения даже без особых клапанов.

- Камера воспламенения содержит подвод, выполненный с возможностью сообщения через отверстие с камерой сжатия в предпочтительно регулируемом диапазоне угла поворота рабочего поршня ступени сжатия.

- Камера воспламенения содержит отвод, выполненный с возможностью сообщения через отверстие с камерой расширения в предпочтительно регулируемом диапазоне угла поворота рабочего поршня ступени расширения.

- Камера воспламенения содержит свечу зажигания, которая ориентированную по существу параллельно оси вращения рабочих поршней.

- Камера воспламенения расположена по меньшей мере частично в осевом направлении внутри рабочего поршня ступени сжатия и/или по меньшей мере частично в осевом направлении внутри рабочего поршня ступени расширения.

- Камера воспламенения выполнена по меньшей мере частично внутри рабочего поршня ступени сжатия и/или по меньшей мере частично внутри рабочего поршня ступени расширения, при этом участки камеры воспламенения предпочтительно расположены со смещением друг по отношению к другу в радиальном направлении и/или в окружном направлении, и предпочтительно имеют различную величину.

- Камера воспламенения расположена эксцентрично по отношению к оси рабочего поршня ступени сжатия и/или эксцентрично по отношению к оси рабочего поршня ступени расширения, при этом расстояние от камеры воспламенения до оси рабочего поршня предпочтительно больше, чем расстояние от камеры воспламенения до боковой поверхности рабочего поршня.

- Выход камеры воспламенения расположен смещенным в радиальном и/или в окружном направлении по отношению к входу камеры воспламенения, предпочтительно в радиальном направлении снаружи входа камеры воспламенения, и/или смещенным по отношению к входу камеры воспламенения по направлению вращения рабочего поршня.

Предпочтительно роторно-поршневой двигатель имеет управляющую консоль, которая удовлетворяет по меньшей мере одному из следующих требований.

Управляющая консоль расположена в корпусе роторно-поршневого двигателя с возможностью перестановки, предпочтительно с возможностью поворота.

- Управляющая консоль выполнена с возможностью поворота вокруг оси вращения рабочих поршней по отношению к корпусу роторно-поршневого двигателя на угол ±30°, предпочтительно ±20°, более предпочтительно ±10°, особенно предпочтительно ±5°.

- Камера воспламенения и/или впуск камеры воспламенения, и/или выпуск камеры воспламенения, и/или свеча зажигания расположены в управляющей консоли.

- Управляющая консоль включает в себя первый цилиндрический участок, расположенный в радиальном направлении внутри рабочего поршня ступени сжатия. Этот участок предпочтительно не выполняет функции опоры и находится на незначительном расстоянии от внутреннего цилиндра и/или от наружного цилиндра рабочего поршня ступени сжатия, так что соответственно образуется зазор. Однако при необходимости между первым цилиндрическим участком управляющей консоли и рабочим поршнем ступени сжатия может быть предусмотрен радиальный шарикоподшипник. Предпочтительно первый цилиндрический участок включает в себя впуск камеры воспламенения, который содержит проходящий по боковой поверхности в окружном направлении желобок или паз. Этот желобок или паз в соответствующем диапазоне угла поворота рабочего поршня ступени сжатия перекрывается отверстием в рабочем поршне ступени сжатия и может сообщаться с этим отверстием, так что сжатый рабочий газ может втекать в камеру воспламенения. Предпочтительно по направлению вращения рабочего поршня ступени сжатия в конце желобка или паза находится отверстие, через которое желобок или паз может сообщаться с каналом, ведущим в камеру воспламенения. Предпочтительно для каждого отверстия в заслонке на рабочем поршне ступени сжатия предусмотрен соответствующий желобок или паз.

- Управляющая консоль включает в себя второй цилиндрический участок, расположенный в радиальном направлении внутри рабочего поршня ступени расширения. Этот участок предпочтительно не выполняет функции опоры и находится на незначительном расстоянии от рабочего поршня ступени расширения, так что образуется зазор. Однако при необходимости между вторым цилиндрическим участком управляющей консоли и рабочим поршнем ступени расширения может быть предусмотрен радиальный шарикоподшипник. Предпочтительно управляющая консоль включает в себя на боковой поверхности второго цилиндрического участка выпуск камеры воспламенения, содержащий по меньшей мере одно проходящее в окружном направлении отверстие, которое в соответствующем диапазоне угла поворота рабочего поршня ступени расширения перекрывается отверстием в рабочем поршне ступени расширения и может сообщаться с этим отверстием. Предпочтительно для каждого выпуска камеры воспламенения предусмотрено соответствующее отверстие в заслонке на рабочем поршне ступени расширения.

Предпочтительно роторно-поршневой двигатель имеет корпус, который удовлетворяет по меньшей мере одному из следующих требований.

- Корпус сооружен составным из элементов, имеющих по существу форму пластины. Модульная конструкция облегчает монтаж корпуса.

- Корпус содержит переднюю крышку корпуса, корпусную раму для ступени сжатия, корпусную раму для ступени расширения и заднюю крышку корпуса. Благодаря отдельным корпусным рамам для ступени сжатия и ступени расширения, а также расположенным по обеим сторонам крышкам корпуса соответствующие конструкционные элементы могут монтироваться оптимальным образом.

- По меньшей мере два корпусных элемента уплотнены друг по отношению к другу. Благодаря этому при работе роторно-поршневого двигателя образуются малые потери давления и высокий коэффициент полезного действия.

- Корпус имеет по существу прямоугольный контур. Эта конструкционная форма является особенно компактной и стабильной.

- Корпус имеет устройство сопряжения для подвода топлива и/или устройство сопряжения для циркуляционного контура охлаждения корпуса, и/или устройство сопряжения для циркуляционного контура охлаждения управляющей консоли, и/или выпуск отработавших газов, и/или устройства сопряжения для передачи данных и сигналов. Благодаря этому роторно-поршневой двигатель согласно изобретению может быль легко подключен к существующему оборудованию.

- Корпус содержит подвод топлива, в котором расположен шариковый обратный клапан.

Предпочтительно роторно-поршневой двигатель содержит по меньшей мере один вал, который удовлетворяет по меньшей мере одному из следующих требований.

- Вал расположен в корпусе с возможностью вращения.

- Вал полностью проходит через корпус и выступает из него на противоположных сторонах.

- Вал выполнен в качестве рабочего вала, на котором жестко или с возможностью перестановки расположены рабочий поршень ступени сжатия и/или рабочий поршень ступени расширения.

- Вал выполнен в качестве вспомогательного вала, на котором жестко или с возможностью перестановки расположены вспомогательный поршень ступени сжатия и/или вспомогательный поршень ступени расширения.

- Рабочий и вспомогательный валы соединены друг с другом посредством передачи.

- Передача выполнена в виде зубчатой передачи.

- Зубчатые колеса зубчатой передачи расположены вне корпуса.

- Зубчатые колеса зубчатой передачи выполнены в виде цилиндрических зубчатых колес, предпочтительно косозубых.

- Передаточное отношение передачи составляет 1:1.

Предпочтительно роторно-поршневой двигатель имеет по меньшей мере один циркуляционный контур охлаждения. Предпочтительно роторно-поршневой двигатель имеет по меньшей мере два отдельных циркуляционных контура охлаждения, например, для корпуса и/или для управляющей консоли.

Предпочтительно роторно-поршневой двигатель содержит карбюратор для приготовления рабочего газа.

Также предпочтительно роторно-поршневой двигатель имеет впрыскивающее устройство для впрыска рабочего газа в ступень сжатия или в камеру воспламенения.

Предпочтительно начало и/или конец диапазона угла поворота могут регулироваться, и/или диапазон угла поворота может сдвигаться в целом. В первом регулируемом диапазоне угла поворота камера воспламенения предпочтительно может сообщаться только со ступенью сжатия, во втором регулируемом диапазоне угла поворота она предпочтительно не может сообщаться ни со ступенью сжатия, ни со ступенью расширения, а в третьем регулируемом диапазоне угла поворота она предпочтительно может сообщаться только со ступенью расширения. Роторно-поршневой двигатель согласно этому аспекту изобретения может комбинироваться с любым из признаков, упомянутых в описании и в формуле изобретения.

Предпочтительно диапазон угла поворота соответствующего рабочего поршня, в котором камера воспламенения может сообщаться со ступенью сжатия и/или со ступенью расширения, выполнен с возможностью управления или регулирования им в зависимости от измеряемой величины, предпочтительно частоты вращения соответствующего рабочего поршня. Предпочтительно являются регулируемыми или управляемыми начало и/или конец диапазона угла поворота, и/или диапазон угла поворота может смещаться в целом.

Еще один следующий аспект изобретения относится к роторно-поршневому двигателю, включающему в себя ступень сжатия и ступень расширения, соответственно содержащие вращающийся рабочий поршень для сжатия или же расширения рабочего газа, а также камеру воспламенения для воспламенения и сжигания рабочего газа, при этом камера воспламенения по меньшей мере частично расположена в радиальном направлении внутри рабочего поршня ступени сжатия и/или в радиальном направлении внутри рабочего поршня ступени расширения. Роторно-поршневой двигатель согласно этому аспекту изобретения может комбинироваться с любым из признаков, упомянутых в описании и в формуле изобретения.

Согласно одному из вариантов выполнения роторно-поршневой двигатель выполнен в качестве двигателя с воспламенением от сжатия, работающего на бензине. Предпочтительно роторно-поршневой двигатель содержит спираль накаливания для воспламенения рабочего газа в камере воспламенения. Спираль накаливания предпочтительно расположена на корпусе с возможностью перестановки, чтобы обеспечить точное самостоятельное воспламенение. Предпочтительно роторно-поршневой двигатель содержит клапан впрыска, чтобы впрыскивать топливо непосредственно в камеру воспламенения. Клапан впрыска предпочтительно расположен на корпусе с возможностью перестановки. Благодаря этому может быть обеспечено, что момент времени впрыска и момент времени воспламенения происходят одновременно. Альтернативно топливо впрыскивают уже в ступени сжатия или же во всасывающем канале.

Согласно одному варианту выполнения для повышения коэффициента полезного действия роторно-поршневого двигателя предприняты мероприятия для обратного получения энергии из отработанных газов. Предпочтительно из отработанных газов роторно-поршневого двигателя при помощи по меньшей мере одного теплообменника и/или по меньшей мере по меньшей мере одной турбины энергию отбирают и возвращают в роторно-поршневой двигатель. Полученная из отработанных газов энергия может также использоваться для работы других компонентов, потребляющих энергию. Предпочтительно отработанный газ используют для нагревания и/или для предварительного сжатия всасываемого воздуха.

Следующие выгодные усовершенствования изобретения получаются вследствие комбинации признаков и частичных признаков, упомянутых в формуле изобретения и в описании.

Краткое описание чертежей

На чертежах изображено:

фиг. 1 - вид сбоку роторно-поршневого двигателя согласно изобретению,

фиг. 2 - вид спереди роторно-поршневого двигателя согласно изобретению,

фиг. 3 - сечение III-III согласно фиг. 2, которое проходит через рабочий и вспомогательный валы,

фиг. 4 - перспективный вид передней стороны роторно-поршневого двигателя согласно изобретению,

фиг. 5 - другой перспективный вид передней стороны роторно-поршневого двигателя согласно изобретению,

фиг. 6 - перспективный вид задней стороны роторно-поршневого двигателя согласно изобретению,

фиг. 7 - вид сзади роторно-поршневого двигателя согласно изобретению,

фиг. 8 - перспективный вид частично в сечении задней стороны роторно-поршневого двигателя согласно изобретению,

фиг. 9 - перспективный вид частично в сечении рабочего вала роторно-поршневого двигателя согласно изобретению с управляющей консолью и без цилиндрического зубчатого колеса,

фиг. 10 - перспективный вид рабочего вала роторно-поршневого двигателя согласно изобретению с управляющей консолью и цилиндрическим зубчатым колесом,

фиг. 11 - другой перспективный вид рабочего вала роторно-поршневого двигателя согласно изобретению с управляющей консолью и цилиндрическим зубчатым колесом,

фиг. 12 - перспективный вид рабочего вала и вспомогательного вала роторно-поршневого двигателя согласно изобретению в соединенном состоянии,

фиг. 13 - перспективный вид управляющей консоли роторно-поршневого двигателя согласно изобретению,

фиг. 14 - другой перспективный вид управляющей консоли роторно-поршневого двигателя согласно изобретению,

фиг. 15 - изображение в разобранном виде рабочего вала роторно-поршневого двигателя согласно изобретению с управляющей консолью,

фиг. 16 - перспективный вид частично в сечении рабочего вала и управляющей консоли роторно-поршневого двигателя согласно изобретению в надлежащем монтажном положении, без цилиндрического зубчатого колеса,

фиг. 17 - перспективный вид передней стороны роторно-поршневого двигателя согласно изобретению в надлежащем монтажном положении, без цилиндрических зубчатых колес и передней крышки корпуса,

фиг. 18 - роторно-поршневой двигатель согласно изобретению в надлежащем монтажном положении, без цилиндрических зубчатых колес и передней крышки корпуса, в рабочем состоянии ступени сжатия,

фиг. 19 - схематическое изображение роторно-поршневого двигателя согласно изобретению, без цилиндрических зубчатых колес и передней крышки корпуса, в первом рабочем состоянии ступени расширения,

фиг. 20 - схематическое изображение роторно-поршневого двигателя согласно изобретению, без цилиндрических зубчатых колес и передней крышки корпуса, во втором рабочем состоянии ступени расширения,

фиг. 21 - схематический вид в сечении части роторно-поршневого двигателя согласно второму варианту выполнения изобретения,

фиг. 22 - схематический вид в сечении части роторно-поршневого двигателя согласно третьему варианту выполнения изобретения,

фиг. 23 - схематический вид сбоку рабочего и вспомогательного валов роторно-поршневого двигателя согласно третьему варианту выполнения изобретения, при этом рабочие и вспомогательные поршни ступеней расширения и сжатия показаны наложенными друг на друга,

фиг. 24 - схематический вид в сечении роторно-поршневого двигателя согласно четвертому варианту выполнения изобретения,

фиг. 25 - схематический вид в сечении роторно-поршневого двигателя согласно пятому варианту выполнения изобретения,

фиг. 26 - схематический вид сбоку рабочего и вспомогательного валов роторно-поршневого двигателя согласно пятому варианту выполнения изобретения, на котором рабочие и вспомогательные поршни ступеней расширения и сжатия частично показаны наложенными друг на друга,

фиг. 27 - схематический вид в сечении рабочего вала роторно-поршневого двигателя согласно пятому варианту выполнения изобретения,

фиг. 28 - схематический вид сбоку рабочего вала роторно-поршневого двигателя согласно пятому варианту выполнения изобретения, при этом рабочие поршни ступени расширения и ступени сжатия показаны наложенными друг на друга,

фиг. 29A-29B - схематические виды сбоку рабочего и вспомогательного поршней ступени сжатия роторно-поршневого двигателя согласно пятому варианту выполнения изобретения, при этом на фиг.29А показаны рабочий и вспомогательный поршни ступени сжатия при угловом положении в начале заполнения камеры воспламенения, в то время как на фиг.29 В показаны рабочий и вспомогательный поршни ступени сжатия в конце заполнения камеры воспламенения,

фиг. 30A-30B - схематические виды сбоку рабочего и вспомогательного поршней ступени расширения роторно-поршневого двигателя согласно пятому варианту выполнения изобретения, при этом на фиг. 30A показаны рабочий и вспомогательный поршни ступени расширения при угловом положении в начале выпуска из камеры воспламенения, в то время как на фиг. 30B показаны рабочий и вспомогательный поршни ступени расширения в конце выпуска из камеры воспламенения,

фиг. 31A, 31B и 31C - различные виды управляющего кольца ступени сжатия роторно-поршневого двигателя согласно пятому варианту выполнения изобретения, при этом на фиг. 31A показано сечение A-B согласно фиг. 31C, на фиг. 31B показан вид A согласно фиг. 31C, а на фиг. 31C показано сечение C-D согласно фиг.31 А,

фиг. 32A, 32B и 32C - различные виды управляющего кольца ступени расширения ротор