Роторный двигатель и его роторный узел

Роторный двигатель и его роторный узел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к двигателю, который может быть широко использован для транспортных средств с двигателями и энергетических машин. В частности, настоящее изобретение относится к роторному двигателю, который выполняет рабочие такты посредством вращательного движения ротора, и его роторному узлу.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В обычном двигателе рабочий поршень выполняет возвратно-поступательное прямолинейное движение в цилиндре, и прямолинейное движение поршня преобразуется в поворотное движение при использовании кривошипно-рычажного механизма. При таком обычном двигателе четырехтактный двигатель имеет сложный клапанный механизм, маленькое отношение мощности к весу и низкую мощность на литр; в сравнительном отношении, хотя двухтактный двигатель имеет простую конструкцию и большую мощность на литр, тем не менее очень сложно достичь хорошей смазки вследствие чрезмерно большого расхода топлива и загрязнения окружающей среды, а также его собственной конструкции, что вызывает сужение диапазона его использования.

В отличие от этого, было предложено использование двигателя, имеющего механизм вращающегося, или роторного, поршня. Например, в CN101403335A раскрыт двигатель, содержащий механизм двойного вращающегося поршня. Однако этот двигатель невыгоден с точки зрения маленького отношения мощности к весу, возвратно-поступательного движения, существующего в клапанном механизме, и эксцентрикового вращения, склонного к созданию вибрации, и т.д.

В отличие от обычного поршневого двигателя роторный двигатель напрямую преобразовывает расширяющую силу от сгорания горючего газа во вращающий момент, и, таким образом, ненужное прямолинейное движение отменяется. Например, существующий роторный двигатель треугольного типа выполняет рабочий такт один раз за каждый оборот вала и, таким образом, выгоден с точки зрения более высокой мощности на литр по сравнению с обычным четырехтактным двигателем, который выполняет рабочий такт один раз за каждые два оборота вала; кроме того, роторный двигатель может достигать более высокой рабочей скорости без точной балансировки коленчатого вала благодаря рабочим характеристикам; кроме того, весь роторный двигатель имеет только две вращающиеся детали и, таким образом, имеет значительно упрощенную конструкцию с меньшей возможностью поломки по сравнению с обычным четырехтактным двигателем, который имеет более двадцати движущихся деталей, таких как впускной клапан, выпускной клапан, и т.п. В дополнение к вышеупомянутым преимуществам роторный двигатель также выгоден с точки зрения меньшего объема, небольшого веса, низкого центра тяжести и высокой мощности и т.д.

Несмотря на это, у существующего роторного двигателя по-прежнему имеются следующие недостатки:

Во-первых, хотя роторный двигатель устраняет воздействие, возникающее во время возвратно-поступательного движения поршня, тем не менее, дополнительная эксцентриковая вибрация создается во время функционирования ротора вследствие его эксцентриковой структуры. Для устранения эксцентриковой вибрации необходимо добавить балансировочный грузик, который колеблется в направлении, противоположном направлению вибрации ротора, для снижения такой вибрации. При этом во время рабочего такта роторного двигателя определенная ограниченная зона блока цилиндров всегда испытывает огромное воздействие, которое вызывает серьезный локализованный износ корпуса двигателя, приводящий к неоднородному износу двигателя, тем самым, значительно снижая срок службы двигателя.

Во-вторых, ротор непосредственно контактирует и приводит в действие вал вращения роторного двигателя, тогда как сам ротор вращается эксцентрично в пределах цилиндра, выступая в виде большой шестерни, насаженной поверх внешней периферии вала и движущейся эксцентрично. Цапфа вала является относительно небольшой, вызывая такой способ приведения в действие, при котором большая шестерня приводит в действие маленькую шестерню таким образом, что ее крутящий момент значительно снижается, что также выступает главной причиной относительно того, почему роторный двигатель по-прежнему не имеет широкого применения.

В-третьих, роторный двигатель потребляет большее количество топлива. И это, главным образом, происходит в результате того, что форма камеры сгорания двигателя неблагоприятна для полного сгорания, а путь распространения пламени более длинный, таким образом, расход топлива и потребление моторного масла соответственно возрастает. Кроме того, роторный двигатель имеет низкую степень сжатия вследствие его структуры и может использовать только искровое зажигание, но не воспламенение от сжатия, и, следовательно, дизельное топливо в таком двигателе не может быть использовано.

Кроме того, поскольку смежные полости в роторном двигателе треугольного типа уплотнены радиальной лопаткой, радиальная лопатка и блок цилиндров подвергаются движению по трохоиде при высокой линейной скорости во время функционирования, которое легко вызывает быстрый износ радиальной лопатки и создает неравномерную шероховатость в блоке цилиндров, приводящую в результате к проблемам, таким как недостаточная плотность, утечка газа и т.п., после использования двигателя во время некоторого времени, что, в свою очередь, значительно увеличивает расход топлива и загрязнение, тем самым влияя также на срок службы роторного двигателя.

С этой целью, хотя существующий роторный двигатель имеет много преимуществ по сравнению с обычным прямолинейным поршневым двигателем, тем не менее, поскольку роторный двигатель имеет вышеупомянутые недостатки, его сложно использовать и популяризировать.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение выполнено для решения проблемы существующего роторного двигателя. Цель настоящего изобретения заключается в выполнении роторного двигателя, который эффективнее использует вращающий момент, приложенный к ротору во время рабочего такта, имеет более высокую мощность на литр и выдает крутящий момент более равномерно и т.д.

Другая цель настоящего изобретения заключается в выполнении роторного узла сжатия воздуха, который может вводить внешний газ, сжимать введенный внешний газ и выпускать сжатый газ.

Другая цель настоящего изобретения заключается в выполнении силового роторного узла, который совершает рабочий такт и такт выпуска посредством реакции между сжатым газом и топливом.

Настоящее изобретение предоставляет роторный двигатель для получения вышеупомянутых целей настоящего изобретения. Роторный двигатель содержит: роторный узел сжатия воздуха, выполненный в корпусе двигателя, и силовой роторный узел, движущийся скоординированно с роторным узлом сжатия воздуха. Роторный узел сжатия воздуха содержит внешний ротор и внутренний ротор, выполненный эксцентрично в пределах внешнего ротора, и снабжен впускным каналом для ввода внешнего газа и газонаправляющим каналом для выпуска сжатого газа, внутренними зубьями, образованными выпуклыми дугообразными поверхностями, выполненными на внутренней периферии внешнего ротора, внешними зубьями, образованными вогнутыми дугообразными поверхностями, выполненными на внешней периферии внутреннего ротора, и независимыми друг от друга полостями, выполненными таким образом, что верхние части каждых двух смежных внешних зубьев находятся в контакте с соответствующими дугообразными поверхностями внутренних зубьев, посредством чего объемы соответствующих полостей выполнены с возможностью изменения во время зацепления и расцепления между внутренними зубьями и внешними зубьями, и, таким образом, обеспечена возможность выполнения такта впуска и такта сжатия роторного узла сжатия воздуха. Силовой роторный узел содержит внешний ротор и внутренний ротор, выполненный эксцентрично в пределах внешнего ротора, и снабжен газоподающим каналом для ввода сжатого газа, выпущенного из роторного узла сжатия воздуха, топливоподающим устройствов для подачи топлива и выпускным каналом для выпуска отработавшего газа, внутренними зубьями, образованными выпуклыми дугообразными поверхностями, выполненными на внутренней периферии внешнего ротора, внешними зубьями, образованными вогнутыми дугообразными поверхностями, выполненными на внешней периферии внутреннего ротора, и независимыми друг от друга полостями, выполненными таким образом, что верхние части каждых двух смежных внешних зубьев находятся в контакте с соответствующими дугообразными поверхностями внутренних зубьев, посредством чего объемы соответствующих полостей выполнены с возможностью изменения во время зацепления и расцепления внутренних зубьев и внешних зубьев, и, таким образом, обеспечена возможность выполнения рабочего такта и такта выпуска силового роторного узла, причем впускной канал и газонаправляющий канал роторного узла сжатия воздуха выполнены на полом стержне во внутреннем роторе роторного узла сжатия воздуха, и на каждой вогнутой дугообразной поверхности внутреннего ротора роторного узла сжатия воздуха выполнено отверстие таким образом, что отверстие сообщается соответственно с впускным каналом и газонаправляющим каналом при вращении внутреннего ротора роторного узла сжатия воздуха вокруг полого стержня, а газоподающий канал и выпускной канал силового роторного узла выполнены на полом стержне во внутреннем роторе силового роторного узла, и на каждой вогнутой дугообразной поверхности внутреннего ротора силового роторного узла выполнено отверстие таким образом, что отверстие сообщается с газоподающим каналом и выпускным каналом, соответственно, при вращении внутреннего ротора силового роторного узла вокруг полого стержня. Таким образом, можно понять, что в роторном двигателе по настоящему изобретению такт впуска и такт предварительного сжатия выполняются роторным узлом сжатия воздуха, и такт сжатия, рабочий такт и такт выпуска выполняются силовым роторным узлом. И каждая полость соответствующих роторных узлов выполняет соответствующие такты соответственно во время вращения внутренних и внешних роторов, то есть внутренний ротор каждого роторного узла может выполнить некоторое количество тактов, соответствующих числу его полостей за один оборот. Кроме того, поскольку положения внутренних и внешних роторов каждого роторного узла установлены относительно их собственных осей вращения, то внутренние и внешние роторы каждого роторного узла работают плавно таким образом, что роторный двигатель по настоящему изобретению может создавать равномерный крутящий момент на выходе и значительно снижает вибрацию.

В роторном двигателе по настоящему изобретению для адаптации сжатого газа, обеспеченного роторным узлом сжатия воздуха, к сжатому газу, необходимому для силового роторного узла, силовой роторный узел движется скоординированно с роторным узлом сжатия воздуха с угловой разностью. В частности, внутренний и внешний роторы роторного узла сжатия воздуха и силового роторного узла соответственно соединены с валом выходной мощности, выполненным в корпусе двигателя, через шестереночный механизм с угловой разностью, и внутренний ротор роторного узла сжатия воздуха может быть неподвижно соединен с внутренним ротором силового роторного узла с угловой разностью.

В роторном двигателе по настоящему изобретению для увеличения уплотнения между верхними частями внешних зубьев внутреннего ротора и соответствующими дугообразными поверхностями внутренних зубьев внешнего ротора и, таким образом, для обеспечения эффективности независимой работы каждой полости, выступающая часть, выполненная между каждыми двумя смежными вогнутыми дугообразными поверхностями соответствующих внутренних роторов, снабжена лопаткой. Лопатка напрямую контактирует с соответствующими дугообразными поверхностями внутренних зубьев внешнего ротора во время вращения внутреннего ротора, и, таким образом, может быть выполнена в радиальном направлении внутреннего ротора или выполнена эластичной посредством эластичного элемента.

В роторном двигателе по настоящему изобретению впускной канал и газонаправляющий канал роторного узла сжатия воздуха соединены с впускным проходом для ввода внешнего газа и газонаправляющим проходом для выпуска сжатого газа, выполненными в полом стержне. И впускной канал выполнен в месте, в котором объем полости стремится к изменению от меньшего к большему таким образом, что происходит ввод внешнего газа в полость через впускной канал за счет перепада давлений, и газонаправляющий канал выполнен в месте, в котором объем полости стремится к изменению от большего к меньшему таким образом, что в полости происходит выпуск газа через газонаправляющий канал после его сжатия.

В роторном двигателе по настоящему изобретению газоподающий канал и выпускной канал силового роторного узла соединены с газоподающим проходом для ввода сжатого газа и выпускным проходом для выпуска отработавшего газа, выполненными в полом стержне. И газоподающий канал выполнен в месте, в котором объем полости стремится к минимуму таким образом, чтобы сжатый газ дополнительно сжимался после его введения в полость через газоподающий проход, и выпускной канал выполнен в месте, в котором объем полости стремится к изменению от большего к меньшему таким образом, что происходит выпуск отработавшего газа в полости через выпускной канал. Топливоподающее устройство расположено в месте полого стержня вблизи газоподающего канала, так что, когда сжатый газ в полости, смешанный с топливом, сжат до максимального давления, сжатый газ после сжигания расширяется в направлении, в котором происходит постепенное увеличение объема полости. Топливоподающее устройство содержит топливную форсунку и может дополнительно содержать свечу зажигания и, таким образом, может осуществлять искровое зажигание и воспламенение от сжатия. Кроме того, продувочный канал выполнен в месте полого стержня вблизи выпускного канала и соединен с продувочным проходом, выполненным в полом стержне, таким образом, что происходит выпуск остающегося отработавшего газа через продувочный проход, когда отверстие, выполненное во внутреннем роторе, сообщается с продувочным каналом; и регулировочная пластина периода продувки выполнена в продувочном канале для регулировки количества газа, выпускаемого из продувочного канала в режиме реального времени согласно скорости работы силового роторного узла.

В роторном двигателе по настоящему изобретению внутренние зубья, образованные пятью выпуклыми дугообразными поверхностями, соответственно выполнены на внутренних перифериях соответствующих внешних роторов в роторном узле сжатия воздуха и силовом роторном узле, и внешние зубья, образованные четырьмя вогнутыми дугообразными поверхностями, соответственно, выполнены на внешних перифериях соответствующих внутренних роторов, выполненных эксцентрично в пределах внешних роторов, соответственно.

В роторном двигателе по настоящему изобретению роторный узел сжатия воздуха и силовой роторный узел выполнены последовательно в пределах корпуса двигателя, и корпус двигателя содержит торцевую крышку корпуса сжатия воздуха, торцевую крышку силового корпуса и основной корпус, соединенный с торцевой крышкой корпуса сжатия воздуха и торцевой крышкой силового корпуса.

В роторном двигателе по настоящему изобретению корпус двигателя дополнительно содержит торцевую крышку внешнего ротора и торцевую крышку внутреннего ротора, жестко соединенные соответственно с внешним ротором и внутренним ротором роторного узла сжатия воздуха, и торцевую крышку внешнего ротора и торцевую крышку внутреннего ротора, жестко соединенные, соответственно с внешним ротором и внутренним ротором силового роторного узла.

В роторном двигателе по настоящему изобретению внутренний ротор роторного узла сжатия воздуха и внутренний ротор силового роторного узла выполнены с возможностью вращения вокруг полых стержней, соответственно выполненных в корпусе двигателя, и полый стержень в роторном узле сжатия воздуха соединен с полым стержнем в силовом роторном узле.

В роторном двигателе по настоящему изобретению вал выходной мощности, соединенный с роторным узлом сжатия воздуха и силовым роторным узлом, выполнен в корпусе двигателя.

В роторном двигателе по настоящему изобретению внутри соответствующих внутренних и внешних роторов роторного узла сжатия воздуха и силового роторного узла выполнены каналы для охлаждающей и смазочной текучей среды, которые согласованы с каналами для охлаждающей и смазочной текучей среды на соответствующих торцевых крышках внешнего и внутреннего роторов.

В роторном двигателе по настоящему изобретению в корпусе двигателя выполнены ряды роторных узлов, расположенных параллельно, и каждый ряд роторного узла состоит из роторного узла сжатия воздуха и силового роторного узла.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставлен роторный узел сжатия воздуха, выполненный в корпусе двигателя. Роторный узел сжатия воздуха содержит внешний ротор и внутренний ротор, выполненный эксцентрично в пределах внешнего ротора, и снабжен впускным каналом для ввода внешнего газа и газонаправляющим каналом для выпуска сжатого газа, внутренними зубьями, образованными выпуклыми дугообразными поверхностями, выполненными на внутренней периферии внешнего ротора, внешними зубьями, образованными вогнутыми дугообразными поверхностями, выполненными на внешней периферии внутреннего ротора, и независимыми друг от друга полостями, выполненными таким образом, что верхние части каждых двух смежных внешних зубьев находятся в контакте с соответствующими дугообразными поверхностями внутренних зубьев, посредством чего объемы соответствующих полостей выполнены с возможностью изменения во время зацепления и расцепления внутренних зубьев и внешних зубьев, и, таким образом, обеспечена возможность выполнения тактов впуска, сжатия и выпуска роторного узла сжатия воздуха, причем впускной канал и газонаправляющий канал роторного узла сжатия воздуха выполнены на полом стержне во внутреннем роторе роторного узла сжатия воздуха, и на каждой вогнутой дугообразной поверхности внутреннего ротора роторного узла сжатия воздуха выполнено отверстие таким образом, что отверстие сообщается соответственно с впускным каналом и газонаправляющим каналом при вращении внутреннего ротора роторного узла сжатия воздуха вокруг полого стержня.

В роторном узле сжатия воздуха по настоящему изобретению внешний ротор и внутренний ротор соединены с одним валом через шестереночный механизм.

В роторном узле сжатия воздуха по настоящему изобретению выступающая часть, выполненная между каждыми двумя смежными вогнутыми дугообразными поверхностями внутреннего ротора, оснащена лопаткой для увеличения уплотнения между верхней частью внешнего зуба внутреннего ротора и соответствующей дугообразной поверхностью внутреннего зуба внешнего ротора.

В роторном узле сжатия воздуха по настоящему изобретению впускной канал и газонаправляющий канал выполнены соответственно на полом стержне во внутреннем роторе и соединены с впускным проходом для ввода внешнего газа и газонаправляющим проходом для выпуска сжатого газа, соответственно выполненными в полом стержне, и на каждой вогнутой дугообразной поверхности внутреннего ротора выполнено отверстие таким образом, что отверстие сообщается соответственно с впускным каналом и газонаправляющим каналом при вращении внутреннего ротора вокруг полого стержня.

В роторном узле сжатия воздуха по настоящему изобретению впускной канал выполнен в месте, в котором объем полости стремится к изменению от меньшего к большему таким образом, что происходит ввод внешнего газа в полость через впускной канал за счет перепада давлений, и газонаправляющий канал выполнен в месте, в котором объем полости стремится к изменению от большего к меньшему таким образом, что в полости происходит выпуск газа через газонаправляющий канал после его сжатия.

В роторном узле сжатия воздуха по настоящему изобретению внутренние зубья, образованные пятью выпуклыми дугообразными поверхностями, выполнены на внутренней периферии внешнего ротора, и внешние зубья, образованные четырьмя вогнутыми дугообразными поверхностями, выполнены на внешней периферии внутреннего ротора, выполненного эксцентрично в пределах внешнего ротора

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставлен силовой роторный узел, выполненный в корпусе двигателя. Силовой роторный узел содержит внешний ротор и внутренний ротор, выполненный эксцентрично в пределах внешнего ротора, и снабжен газоподающим каналом для ввода сжатого газа, топливоподающим устройством для подачи топлива и выпускным каналом для выпуска отработавшего газа, внутренними зубьями, образованными выпуклыми дугообразными поверхностями, выполненными на внутренней периферии внешнего ротора, внешними зубьями, образованными вогнутыми дугообразными поверхностями, выполенными на внешней периферии внутреннего ротора, и независимыми друг от друга полостями, выполненными таким образом, что верхние части каждых двух смежных внешних зубьев находятся в контакте с соответствующими дугообразными поверхностями внутренних зубьев, посредством чего объемы соответствующих полостей выполнены с возможностью изменения во время зацепления и расцепления внутренних зубьев и внешних зубьев, и, таким образом, обеспечена возможность выполнения рабочего такта и такта выпуска силового роторного узла, причем газоподающий канал и выпускной канал силового роторного узла выполнены на полом стержне во внутреннем роторе силового роторного узла, и на каждой вогнутой дугообразной поверхности внутреннего ротора силового роторного узла выполнено отверстие таким образом, что отверстие сообщается с газоподающим каналом и выпускным каналом соответственно при вращении внутреннего ротора силового роторного узла вокруг полого стержня.

В силовом роторном узле по настоящему изобретению внешний ротор и внутренний ротор соединены с валом выходной мощности через шестереночный механизм.

В силовом роторном узле по настоящему изобретению выступающая часть, выполненная между каждыми двумя смежными вогнутыми дугообразными поверхностями внутреннего ротора, оснащена лопаткой для увеличения уплотнения между верхней частью внешнего зуба внутреннего ротора и соответствующей дугообразной поверхностью внутреннего зуба внешнего ротора.

В силовом роторном узле по настоящему изобретению газоподающий канал и выпускной канал выполнены соответственно на полом стержне во внутреннем роторе, и соединены с газоподающим проходом для ввода сжатого газа и выпускным проходом для выпуска отработавшего газа, выполненными соответственно в полом стержне, и отверстие выполнено на каждой вогнутой дугообразной поверхности внутреннего ротора таким образом, что отверстие сообщается соответственно с газоподающим каналом и выпускным каналом при вращении внутреннего ротора вокруг полого стержня.

В силовом роторном узле по настоящему изобретению газоподающий канал выполнен в месте, в котором объем полости стремится к минимуму таким образом, что дополнительно происходит сжатие сжатого газа после его ввода в полость через газоподающий проход, и выпускной канал выполнен в месте, в котором объем полости стремится к изменению от большего к меньшему таким образом, что в полости происходит выпуск отработавшего газа через выпускной канал.

В силовом роторном узле по настоящему изобретению топливоподающее устройство расположено в месте полого стержня вблизи газоподающего канала, так что, когда сжатый газ в полости, смешанный с топливом, сжат до максимального давления, сжатый газ, после сжигания расширяется в направлении, в котором происходит постепенное увеличение объема полости.

В силовом роторном узле по настоящему изобретению продувочный канал выполнен в месте полого стержня вблизи выпускного канала и соединен с продувочным проходом, выполненным в полом стержне, таким образом, что происходит выпуск остающегося отработавшего газа через продувочный проход, когда отверстие, выполненное во внутреннем роторе, сообщается с продувочным каналом.

В силовом роторном узле по настоящему изобретению регулировочная пластина периода продувки выполнена в продувочном канале для регулировки количества газа, выпускаемого из продувочного канала в режиме реального времени согласно скорости работы силового роторного узла.

В силовом роторном узле по настоящему изобретению внутренние зубья, образованные пятью выпуклыми дугообразными поверхностями, выполнены на внутренней периферии внешнего ротора, и внешние зубья, образованные четырьмя вогнутыми дугообразными поверхностями, выполнены на внешней периферии внутреннего ротора, выполненного эксцентрично в пределах внешнего ротора.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставлен роторный двигатель. Роторный двигатель содержит по меньшей мере один силовой роторный узел, выполненный в корпусе двигателя, и узел подачи газа, адаптированный к силовому роторному узлу и подводящий сжатый газ; силовой роторный узел содержит внешний ротор и внутренний ротор, выполненный эксцентрично в пределах внешнего ротора, и снабжен газоподающим каналом для ввода сжатого газа, топливоподающим устройством для подачи топлива и выпускным каналом для выпуска отработавшего газа; внутренними зубьями, образованными выпуклыми дугообразными поверхностями, выполенными на внутренней периферии внешнего ротора, внешними зубьями, образованными вогнутыми дугообразными поверхностями, выполненными на внешней периферии внутреннего ротора, и независимыми друг от друга полостями, выполненными таким образом, что верхние части каждых двух смежных внешних зубьев находятся в контакте с соответствующими дугообразными поверхностями внутренних зубьев, посредством чего объемы соответствующих полостей выполнены с возможностью изменения во время зацепления и расцепления внутренних зубьев и внешних зубьев, и, таким образом, обеспечена возможность выполнения рабочего такта и такта выпуска силового роторного узла, причем газоподающий канал и выпускной канал силового роторного узла выполнены на полом стержне во внутреннем роторе силового роторного узла, и на каждой вогнутой дугообразной поверхности внутреннего ротора силового роторного узла выполнено отверстие таким образом, что отверстие сообщается с газоподающим каналом и выпускным каналом соответственно при вращении внутреннего ротора силового роторного узла вокруг полого стержня.

Роторный двигатель согласно настоящему изобретению является выгодным с точки зрения простой конструкции, длительного срока службы, маленькой вибрации, большого отношения мощности к весу, большой мощности на литр, высокого выходного крутящего момента и применимости к различным видам топлива и т.д., и, таким образом, может быть широко использован в различных областях, таких как транспортное обеспечение, машинное оборудование и т.п.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и/или другие аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидны и в большей степени понятными из приведенного ниже описания вариантов реализации, представленного совместно с сопроводительными чертежами, на которых:

на фиг. 1 представлен схематический вид, изображающий принцип работы роторного узла;

на фиг. 2 представлен схематический вид, изображающий принцип работы роторного двигателя;

на фиг. 3 представлен схематический вид в разрезе полной структуры роторного двигателя согласно типовому варианту реализации настоящего изобретения;

на фиг. 4 представлен схематический вид в разрезе, выполненном по линии С-С на фиг. 3;

на фиг. 5 представлен схематический вид в разрезе, выполненном по линии D-D на фиг. 3;

на фиг. 6 представлен схематический вид в разрезе, выполненном по линии А-А на фиг. 3;

на фиг. 7 представлен схематический вид в разрезе регулировочной пластины периода продувки и регулировочного вала периода продувки, собранного с регулировочной пластиной периода продувки;

на фиг. 8 - 21 представлены схематические виды, изображающие процесс, в котором работают роторный узел сжатия воздуха и соответствующий силовой роторный узел роторного двигателя, где фиг. 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 изображают рабочий процесс роторного узла сжатия воздуха, фиг. 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21 изображают рабочий процесс силового роторного узла.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сейчас подробно будут рассмотрены варианты реализации настоящего изобретения, примеры которых изображены на сопроводительных чертежах. В приведенном ниже описании варианты реализации будут описаны со ссылкой на сопроводительные чертежи для пояснения общего принципа настоящего изобретения.

На фиг. 1 изображен принцип работы роторного узла согласно варианту реализации настоящего изобретения.

Согласно фиг. 1 роторный узел сжатия воздуха и силовой роторный узел в соответствии с типовым вариантом реализации настоящего изобретения имеют по существу одинаковые формы и принципы работы. Каждый из роторного узла сжатия воздуха и силового роторного узла содержит внешний ротор (1) и внутренний ротор (2), эксцентрично выполненный во внешнем роторе (1).

Внутренние зубья (4) образованы выпуклыми дугообразными поверхностями (3), выполненными на внутренней периферии внешнего ротора (1), и внешние зубья (6) образованы вогнутыми дугообразными поверхностями (5), выполненными на внешней периферии внутреннего ротора (2). Независимые друг от друга полости (G) выполнены таким образом, что верхние части каждых двух смежных внешних зубьев (6) находятся в контакте с соответствующими дугообразными поверхностями внутренних зубьев (4), таким образом, объемы вышеописанных соответствующих полостей (G) выполнены с возможностью изменения во время зацепления и расцепления внутренних зубьев (4) и внешних зубьев (6), и, таким образом, обеспечена возможность выполнения такта впуска, такта сжатия и такта выпуска роторного узла сжатия воздуха. Силовой роторный узел дополнительно сжимает сжатый газ, введенный от роторного узла сжатия воздуха для выполнения рабочего такта и такта выпуска.

В частности, внешний ротор (1) вращается при вращении внутреннего ротора (2), и каждый зуб внутреннего ротора (2) может всегда формировать линейный контакт по линиям профиля зуба внешнего ротора (1) под любым его углом вращения благодаря формам зубьев внутреннего ротора (2) и внешнего ротора (1), и таким образом, полости (G) выполнены между внутренним ротором (2) и внешним ротором (1). Объем каждой полости неоднократно изменяется в зависимости от поворота внутреннего ротора и внешнего ротора, тем самым выполняя соответствующие процессы работы соответствующих роторных узлов.

В типовом роторном узле, показанном на фиг. 1, впуск и выпуск могут быть осуществлены посредством полого стержня (не показан на фиг. 1), выполненного во внутреннем роторе. Внешний ротор (1) имеет пять внутренних зубьев (4), образованных пятью выпуклыми дугообразными поверхностями (3), внутренний ротор (2) имеет четыре внешних зуба (6), образованных четырьмя вогнутыми дугообразными поверхностями (5), и внешние зубья (6) внутреннего ротора всегда находятся в контакте с внутренней стенкой (т.е. выпуклой дугообразной поверхностью) внешнего ротора во время согласованного движения между внешним ротором и внутренним ротором, тем самым осуществляя деление роторного узла на четыре полости (G), независимых друг от друга. В другом варианте реализации внешний ротор может иметь больше внутренних зубьев, и внутренний ротор может также иметь больше внешних зубьев. В других вариантах реализации внешний ротор может иметь меньшее количество внутренних зубьев, и внутренний ротор также может иметь меньше количество внешних зубьев.

На фиг. 2 изображен принцип работы роторного двигателя согласно варианту реализации настоящего изобретения.

Согласно фиг. 2 роторный двигатель по настоящему изобретению содержит роторные узлы, расположенные последовательно. В частности, один роторный узел (200) сжатия воздуха и один силовой роторный узел (300) расположены в корпусе роторного двигателя (100), причем роторный узел сжатия воздуха и силовой роторный узел имеют одинаковую конструкцию и принцип работы с роторным узлом, показанным на фиг. 1. В роторном двигателе согласно одному варианту реализации настоящего изобретения введенный газ, прежде всего, входит в роторный узел (200) сжатия воздуха для предварительного его сжатия, предварительно сжатый газ проходит по газонаправляющему каналу (450) роторного узла сжатия воздуха и входит в силовой роторный узел (300) через газоподающий канал (480) силового роторного узла для дополнительного его сжатия. При сокращении объема газа до минимального объема рабочий такт выполняется посредством искрового зажигания или воспламенения от сжатия для создания мощности. Созданная мощность передается через устройство (500) вывода мощности, которое движется согласованно с роторным узлом (200) сжатия воздуха и силовым роторным узлом (300) посредством шестерен (520) синхронного зацепления.

В другом варианте реализации роторный двигатель может содержать ряд роторных узлов, расположенных параллельно, и каждый ряд роторных узлов состоит из роторного узла сжатия воздуха и силового роторного узла. В качестве альтернативы, в другом варианте реализации роторный двигатель может содержать один роторный узел сжатия воздуха и несколько силовых роторных узлов, и роторный узел сжатия воздуха подает предварительно сжатый газ в силовые роторные узлы параллельно для создания большей выходной мощности. В качестве альтернативы, в других вариантах реализации роторный двигатель может содержать только по меньшей мере один силовой роторный узел, предварительно сжатый газ подается силовому роторному узлу(-ам) воздушным компрессором или другими подходящими устройствами, которые могут осуществлять подачу сжатого газа. Таким образом, можно понять, что в том случае, когда роторный двигатель по настоящему изобретению содержит несколько силовых роторных узлов, то такой роторный двигатель имеет несколько полостей, в которых процессы впуска, сжатия, работы и выпуска выполняются независимо друг от друга. Таким образом, отношение мощности к весу, мощность на литр и крутящий момент на выходе могут быть увеличены.

В приведенном ниже описании один типовой вариант реализации настоящего изобретения будет описан подробно со ссылкой на фиг. 3-21.

Согласно фиг. 3-6 роторный двигатель по настоящему варианту реализации содержит: корпус (100) двигателя, содержащий роторный узел (200) сжатия воздуха, силовой роторный узел (300), газоподающее устройство (400) для доставки газа и устройство (500) вывода мощности, выполненное в пределах роторного узла (200) сжатия воздуха и силового роторного узла (300), причем корпус (100) двигателя формирует внешний вид роторного двигателя и содержит торцевую крышку (110) корпуса сжатия воздуха, торцевую крышку (120) силового корпуса и основной корпус, соединенный с торцевой крышкой (110) корпуса сжатия воздуха и торцевой крышкой (120) силового корпуса; роторный узел (200) сжатия воздуха вводит газ снаружи и предварительно сжимает введенный газ; силовой роторный узел (300) вводит предварительно сжатый газ от роторного узла (200) сжатия воздуха, дополнительно сжимает газ и совершает рабочий такт; газоподающее устройство (400) вводит газ снаружи в роторный узел (200) сжатия воздуха, вводит газ, предварительно сжатый в роторном узле (200) сжатия воздуха, в силовой роторный узел (300), и в конце отводит выхлопной газ в силовом роторном узле (300) из роторного двигателя; устройство (500) выводит мощность, созданную роторным двигателем, и содержит вал (510) выходной мощности и шестерни (520, 530, 540) синхронного зацепления.

Согласно фиг. 3 и. 4 роторный узел (200) сжатия воздуха содержит: торцевую крышку (210) внешнего ротора сжатия воздуха, жестко прикрепленную к внешнему ротору (220) сжатия воздуха и вращаемую вместе с вр