Роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння

Є ще 3 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння, що містить корпус-статор з камерою згоряння й каналами впуску й випуску робочого середовища, усередині якого утворена циліндрична порожнина з епітрохоїдною поверхнею, відносно якої здійснює складний плоский рух тривершинний ротор-поршень, що вільно обертається на ексцентрику привідного вала, встановленого на підшипниках, закріплених у бічних кришках корпуса-статора, утворюючи разом із плоскими поверхнями бічних кришок корпуса-статора три роз'єднані робочі камери послідовно-змінного об'єму, який відрізняється тим, що тривершинний ротор-поршень складається з корпуса і бічних кришок, в радіальних циліндричних пазах якого встановлені, з виступом із пазів у вершинах корпуса, три рівновіддалені один від одного циліндричні ролики, з можливістю перекочування при планетарному русі між гладкими поверхнями профільованої по епітрохоїді порожнини корпуса-статора і ексцентрика привідного вала, при цьому епітрохоїда є нерухомим центральним колесом, ексцентрик - рухомим центральним колесом, а ролики є сателітами, водилом яких є корпус ротора-поршня, герметизація поверхонь робочих камер забезпечується системою газових ущільнень, яка включає торцеві підпружинені компресійні кільця на корпусі ротора-поршня, циліндричних роликах та ексцентрику.

2. Роторно-поршневий двигун за п. 1, який відрізняється тим, що оснащений шестеренним синхронізуючим механізмом внутрішнього зачеплення, більше колесо якого жорстко закріплене у корпусі тривершинного ротора-поршня, а менше - на бічній кришці корпуса-статора.

3. Роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння, що містить корпус-статор з камерою згоряння й каналами впуску й випуску робочого середовища, усередині якого утворена циліндрична порожнина з епітрохоїдною поверхнею, відносно якої здійснює складний плоский рух тривершинний ротор-поршень, що вільно обертається на ексцентрику привідного вала, встановленого на підшипниках, закріплених у бічних кришках корпуса-статора, утворюючи разом із плоскими поверхнями бічних кришок корпуса-статора три роз'єднані робочі камери послідовно-змінного об'єму, який відрізняється тим, що тривершинний ротор-поршень являє собою три рівновіддалені один від одного планетарно-рухомі зубчасті колеса, що взаємодіють з епітрохоїдною поверхнею циліндричної порожнини корпуса-статора та поверхнею ексцентрика привідного вала, що також виконані зубчастими, із забезпеченням їх жорсткого зв'язку і герметизацією радіальних поверхонь і торцевих сполучень за допомогою торцевих підпружинених компресійних багатопроменевих кілець, промені яких розташовані в радіальних пазах зубів, а самі кільця - в пазах їх основ, причому епітрохоїда є нерухомим центральним колесом, ексцентрик - рухомим центральним колесом, а колеса є сателітами.

Текст

Реферат: Роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння містить корпус-статор з камерою згоряння й каналами впуску й випуску робочого середовища, усередині якого укладена циліндрична порожнина, що утворює разом із плоскими поверхнями двох бічних кришок робочий простір, у якому під дією газових сил здійснює вільнообертальний рух на ексцентрику привідного вала тривершинний ротор-поршень, який складається з корпуса і бічних кришок, в радіальних циліндричних пазах якого встановлені, з виступом із пазів у вершинах корпуса, три рівновіддалені один від одного циліндричні ролики, з можливістю перекочування при планетарному русі між гладкими поверхнями профільованої по епітрохоїді порожнини корпусастатора і ексцентрика привідного вала, при цьому епітрохоїда є нерухомим центральним колесом, ексцентрик - рухомим центральним колесом, а ролики є сателітами, водилом яких є корпус ротора-поршня, герметизація поверхонь робочих камер забезпечується системою газових ущільнень, яка включає торцеві підпружинені компресійні кільця на корпусі роторапоршня, циліндричних роликах та ексцентрику. За іншим варіантом здійснення тривершинний ротор-поршень являє собою три рівновіддалені один від одного планетарно-рухомі зубчасті колеса, що взаємодіють з епітрохоїдною поверхнею циліндричної порожнини корпуса-статора та поверхнею ексцентрика привідного вала, що також виконані зубчастими, із забезпеченням їх UA 109185 C2 (12) UA 109185 C2 жорсткого зв'язку і герметизацією радіальних поверхонь і торцевих сполучень за допомогою торцевих підпружинених компресійних багатопроменевих кілець, промені яких розташовані в радіальних пазах зубів, а самі кільця - в пазах їх основ, причому епітрохоїда є нерухомим центральним колесом, ексцентрик - рухомим центральним колесом, а колеса є сателітами. Таке виконання роторно-поршневого двигуна підвищує герметизацію поверхонь його робочих камер та його надійність в цілому. UA 109185 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до машинобудування, зокрема до роторно-поршневих двигунів, і може бути використаний як одно- і багатороторні двигуни внутрішнього згоряння, а також оборотні гідравлічні, пневматичні і парові двигуни дворазової дії. Відомі роторно-поршневі двигуни, що працюють на принципі дії двигуна Ванкеля [1], основною проблемою при створенні яких є герметизація робочих камер, тому що саме надійність ущільнення зазорів визначає їх працездатність. У цих двигунах функцію поршня виконує тривершинний ротор-поршень, що вільно обертається на ексцентрику привідного вала, вершини якого, стикаючись із внутрішньою епітрохоїдною поверхнею нерухливого корпусастатора, утворюють три роз'єднані робочі камери змінного обсягу. Необхідна синхронізація відносного руху ротора-поршня і ексцентрикового привідного вала при утворенні робочих камер здійснюється зубчастою передачею внутрішнього зачеплення, причому більше колесо її твердо закріплене на роторі-поршні, а менше - нерухливе - на торцевій кришці корпуса-статора. Передатне відношення зубчастих коліс становить 2/3, тому за один оберт ексцентрикового привідного вала ротор-поршень повертається на 120 градусів, а за повний оберт роторапоршня в кожній з робочих камер відбувається повний чотиритактний цикл. Газообмін регулюється вершиною ротора-поршня при проходженні через впускний і випускний канали. Герметизація робочих камер забезпечується радіальними й торцевими ущільнювальними пластинам. Крутний момент створюється в результаті дії газових сил через ротор-поршень на ексцентрик привідного вала. Однак, ці двигуни при безсумнівних перевагах широкого впровадження в серійне виробництво не одержали через недосконалість конструкції системи герметизації тривершинного ротора-поршня, особливо його вершин, ступінь герметизації яких недостатньо високий через застосування ущільнюючих елементів ковзання (пластин), у яких низькі показники надійності й довговічності при ковзанні на високих швидкостях. Відомий подібного типу роторно-поршневий двигун [2], у якому для радіальної герметизації робочих камер у циліндричних пазах вершин тривершинного ротора-поршня розміщені роликові ущільнювальні елементи, які перекочуються по ущільнювальній епітрохоїдній поверхні корпусастатора і сковзають по опорній поверхні пазів у результаті взаємодії зубчастих коліс, закріплених по краях роликів, і зубчастого вінця епітрохоїдної поверхні. На жаль, при гаданій безсумнівній вигоді використовувати такого типу котильні ущільнення, яквидно, не вдасться, тому що оберти роликів непорівнянні з обертами ротора-поршня, багаторазово перевищуючи їх. Тому, перекочуючись одним боком і сковзаючи іншим на таких швидкостях, ролики швидко здеформуються і вийдуть із ладу. Відомий роторний насос [3], виконаний по типу зубчастої планетарної передачі, у якої трохоїда є нерухливим, а ексцентрик привідного вала - рухливим центральними зубчастими колесами, чотири ж зубчасті колеса, розміщених з певним кроком між ними, служать сателітами, які при перекочуванні утворюють робочі камери послідовно-мінливого обсягу в трохоїдній порожнині корпуса насоса, здійснюючи при цьому усмоктування і нагнітання рідини через відповідні канали. Хоча даний пристрій має інше цільове призначення і конструктивне виконання, ніж пропонований винахід, але він підтверджує працездатність планетарної передачі при утворенні робочих камер послідовно-мінливого обсягу в трохоїдній порожнині корпуса без спеціального синхронізуючого механізму. Найбільш близькою по технічному розв'язку до пропонованої конструкції двигуна є роторнопоршневий двигун з відомим принципом дії двигуна Ванкеля, створений по типу планетарної передачі [4]. У цьому двигуні бігун (ротор-поршень), що вільно обертається на ексцентрику привідного вала, має циліндричну зубчасту поверхню з трьома рівновіддаленими один від одного на ній зубчастими колесами, які при обертанні бігуна перекочуються між його зубчастій поверхні і ущільнюючій зубчастій епітрохоїдній поверхні статора, утворює при цьому три розділені робочі камери перемінного обсягу з надійною радіальною герметизацією. Необхідна при цьому синхронізація відносного руху бігуна досягається шестеренним синхронізуючим механізмом. Недоліком даної конструкції двигуна є складність і громіздкість її через наявність спеціального шестеренного синхронізуючого механізму й бігуна, а також ненадійність системи герметизації зазорів торцевих поверхонь робочих камер. Задачею цього винаходу є вдосконалення конструкції роторно-поршневого двигуна, при забезпечені надійної герметизації поверхонь його робочих камер і розширені ступеня універсальності його застосування. Поставлена задача вирішується тим, що роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння містить корпус-статор з камерою згоряння й каналами впуску й випуску робочого середовища, усередині якого утворена циліндрична порожнина з епітрохоїдною поверхнею, відносно якої здійснює складний плоский рух тривершинний ротор-поршень, що вільно обертається на ексцентрику привідного вала, встановленого на підшипниках, закріплених у бічних кришках 1 UA 109185 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 корпуса-статора, утворюючи разом із плоскими поверхнями бічних кришок корпуса-статора три роз'єднані робочі камери послідовно змінного об'єму. При цьому тривершинний ротор-поршень складається з корпуса і бічних кришок, в радіальних циліндричних пазах якого встановлені, з виступом із пазів у вершинах корпуса, три рівновіддалені один від одного циліндричні ролики, з можливістю перекочування при планетарному русі між гладкими поверхнями профільованої по епітрохоїді порожнини корпуса-статора і ексцентрика привідного вала, при цьому епітрохоїда є нерухомим центральним колесом, ексцентрик - рухомим центральним колесом, а ролики є сателітами, водилом яких є корпус ротора-поршня. Герметизація торцевих поверхонь робочих камер забезпечується системою газових ущільнень, яка включає підпружинені компресійні кільця на корпусі ротора-поршня, циліндричних роликах та ексцентрику. Для стабілізації швидкості відносного ковзання роликів двигун може бути оснащений традиційним шестерним синхронізуючим механізмом внутрішнього зачеплення, більше колесо якого жорстко закріплене у корпусі тривершинного ротора-поршня, а менше - на бічній кришці корпуса-статора. За другим варіантом виконання роторно-поршневого двигуна тривершинний ротор-поршень являє собою три рівновіддаленні один від одного планетарно-рухомі зубчасті колеса, що взаємодіють з епітрохоїдною поверхнею циліндричної порожнини корпуса-статора та поверхнею ексцентрика привідного вала, що також виконані зубчастими, із забезпеченням їх жорсткого зв'язку. Герметизація радіальних поверхонь і торцевих сполучень зубчастих герметизуючих коліссателітів і ротора-поршня з бічними кришками корпуса-статора відбувається за допомогою торцевих підпружинених компресійних багатопроменевих кілець, промені яких розташовані в радіальних пазах зубів, а самі кільця - в окружних пазах основ цих зубів. Відвід тепла в корпусі-статорі двигуна здійснюється як повітряно-вентиляторною системою охолодження, так і примусовою системою закритого типу при проходженні води під тиском по водяній сорочці, а з порожнини ротора-поршня тепло відводиться маслом, що циркулює від насоса через кільцевий колектор і осьові канали привідного вала у водо-масляний радіатор системи охолодження. Змащення поверхонь герметизирующих зубчастих коліс-сателітів і ротора-поршня проводиться маслом, що подається дозувальним насосом-лубрикатором через канали в корпусі-статорі на циліндричну поверхню його порожнини й торцеві поверхні бічних кришок. Зміна напрямку обертання привідного вала здійснюється зміною напрямку потоку робочого середовища в каналах впуску й випуску розподільним пристроєм. Система живлення й запуску двигуна - принципово така ж як і у всіх двигунах внутрішнього згоряння. В камері згоряння двигуна розташовані відповідні канали, які служать також каналами впуску й випуску заданого робочого середовища, при необхідності роботи двигуна в режимі оборотного гідравлічного, пневматичного й парового двигунів дворазової дії. Спарені загальним привідним валом двигуни, робочі камери яких оснащені відповідними елементами двигуна зовнішнього згоряння, дозволяють одному з них виконувати функцію блока стиску, а іншому - блока розширення, які складаються із трьох окремих камер змінного обсягу, а, отже, трьох окремих систем, у кожній з яких здійснюється два повні робочі цикли Стирлінга за один оберт привідного вала. На фіг. 1 показаний роторно-поршневий двигун, який містить корпус-статор 1, усередині якого укладена циліндрична порожнина 2, профільована по епітрохоїді. У бічних кришках 3, 4 корпуса-статора 1 на підшипниках 5 установлений привідний вал 6 з циліндричним ексцентриком 7, що несе на собі вільнообертовий тривершинний ротор-поршень 8, який полягає з корпуса 15 й бічних кришок 16,17, у радіальних циліндричних пазах вершин якого розташовані герметизуючі циліндричні ролики-сателіти 9-11, роз'єднуючі три робочі камери змінного обсягу 12-14. Необхідна синхронізація відносного руху ротора-поршня 8 і ексцентрика 7 привідного вала 6 здійснюється шестеренним синхронізуючим механізмом внутрішнього зачеплення, у якого велике колесо 30 жорстко закріплене на роторі-поршні 8, а менше - нерухливе 31 - на бічній кришці 3, при сполученні його осі з віссю привідного вала 6. Герметизація торцевих поверхонь робочих камер 12-14 забезпечена системою газових ущільнень, що включає торцеві підпружинені компресійні кільця 18, 19 і 20 ротора-поршня 8, герметизуючих роликів-сателітів 9-1 1 і ексцентрика 7, відповідно. У верхній частині корпуса-статора 1 виконані канали 21 і 22 із центральним або бічним розташуванням. Канал 21 служить для впуску паливної суміші (при карбюраторному варіанті) або для повітря (при дизельному варіанті), а канал 22 - для випуску відпрацьованих газів, відкривання й закривання яких здійснюється герметизуючими роликами-сателітами 9-11, при 2 UA 109185 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 перекочуванні через їхні отвори. Ці ж канали служать і для реверсування привідного вала 6, при зміні напрямку потоку робочого середовища в них розподільним пристроєм. На протилежному боці корпуса-статора 1 розташована камера згоряння 23, з каналами 35, 36 (фіг. 2) для кріплення свічки запалювання 24 (при карбюраторному варіанті) або форсунки паливного насоса (при дизельному варіанті), а також обох разом (при багатопаливному варіанті). Канали 35 і 36 використовуються для впуску і випуску (відповідно) заданого робочого середовища при необхідності роботи двигуна в режимі оборотного гідравлічного, пневматичного й парового двигунів дворазової дії. Виникаючі при обертанні привідного вала 6 неврівноважені відцентрові сили, врівноважуються жорстко закріпленими на ньому противагами 25 і 26. Відвід тепла в корпусі-статорі 1 здійснюється повітряно-вентиляторною системою або примусовою системою охолодження закритого типу, при проходженні води під тиском по водяній сорочці 27. Відвід тепла з порожнини 28 ексцентрика 7 привідного вала 6 здійснюється маслом, що циркулює під тиском від насоса через кільцевий колектор (не показаний) і осьові канали 29 привідного вала 6 у водно-масляний радіатор системи охолодження двигуна. Змащення герметизирующих роликів-сателітів 9-11 проводиться маслом, подаваним дозувальним насосом-лубрикатором на циліндричну порожнину 2 через канали в корпусістаторі 1 і бічних кришках 3,4. Теплонавантажені деталі двигуна виконуються з металу або жароміцного матеріалу. Система живлення й запуску двигуна - принципово такі ж як і у всіх двигунах внутрішнього згоряння. На фіг. 3 показана конструкція роторно-поршневого двигуна, у якій циліндрична порожнина 2 корпуса-статора 1 профільована по епітрохоїді, виконана із зубчастою поверхнею, взаємодія якої із зубчастою поверхнею циліндричного ротора-поршня 7, ексцентрично-закріпленого на привідному валу 6, відбувається за допомогою трьох рівновіддалених один від одного герметизуючих зубчастих коліс-сателітів 9-11, що утворюють при цьому три роз'єднані робочі камери послідовно-мінливого обсягу 12-14. Циліндрична поверхня порожнини 2, ротора-поршня 7, бічні кришки 3, 4 і герметизуючі зубчасті колеса-сателіти 9, 10 обмежують першу робочу камеру 12, тоді як колеса-сателіти 10, 11 обмежують другу робочу камеру 13, а колеса-сателіти 11, 9 - третю робочу камеру 14. Герметизація сполучень торцевих поверхонь зубчастих герметизуючих коліс-сателітів 9-11 і ротора-поршня 7 з поверхнями бічних кришок 3, 4 корпуса-статора 1, виконана підпружиненими компресійними багатопроменевими кільцями 32, промені яких розташовані в радіальних торцевих пазах зубів 33, а самі кільця - в окружних торцевих пазах 34 підставок цих зубів. Спарені загальним привідним валом двигуни, працюють у режимі двигунів зовнішнього згоряння як з об'ємним 15 1, так і із клапанним [6] управлінням потоку робочого середовища. На фіг. 4 показан один з варіантів, згідно з яким двигуни 1, 2, розташовані в загальному корпусі 3, установлені на загальному привідному валу 4. Вихідні патрубки 5 з'єднані послідовно через нагрівач 6, регенератор 7 і холодильник 8 таким чином, що двигун може працювати по циклу двигуна Стирлінга подвійної дії. Один із двигунів являє собою блок розширення, а інший - блок стиску. Кожний блок складається із трьох окремих робочих камер, у кожній з яких за один оберт привідного вала 4 здійснюється два процеси стиску й розширення. Таким чином, комбінація з таких двох двигунів 1,2 приводить до трьох окремих системам, у кожній з яких здійснюється два повні робочі цикли Стирлінга за один оберт привідного вала 4. Пропоновані конструкції роторно-поршневих двигунів виконані як модульними, так і монокорпусними багатороторними двигунами, у яких ротори зміщені по фазі відносно один одного для врівноважування відцентрових сил. Роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння показаний на фіг. 1 працює в такий спосіб. Під дією тиску газів, утворених при згорянні палива в камері згоряння 23, ротор-поршень 8 здійснює складний плоский рух при перекочуванні герметизуючих роликів-сателітів 9-11 між, ущільнюючою епітрохоїдною поверхнею порожнини 2 корпуса-статора 1 і циліндричною поверхнею ексцентрика 7 привідного вала 6 з тою ж швидкістю, що й ротор-поршень 8 і при цьому вони повільно повертаються в протилежну сторону, роблячи планетарний рух, у результаті якого між ними й бічними кришками 3, 4 утворюються, роз'єднані герметизуючими роликами-сателітами 9-11, три робочі камери 12-14 змінного обсягу. Необхідна синхронізація відносного руху ротора-поршня 8 і ексцентрика 7 привідного вала 6, при утворі робочих камер 12-14, здійснюється шестеренним синхронізуючим механізмом внутрішнього зачеплення, причому велике колесо 30 жорстко закріплене на роторі-поршні 8, а менше - нерухливе 31 - на бічній кришці 3. Передатне відношення зубчастих коліс становить 2/3, тому за один оберт привідного вала 6 ротор-поршень 8 повертається на 120 градусів, а за повний оберт ротора 3 UA 109185 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 поршня 8 протікає повний чотиритактний цикл, причому одночасно, але в різних робочих камерах 12-14. Газообмін регулюється герметизуючими роликами-сателітами 9-11 роторапоршня 8, при проходженні їх через отвори впускного 21 і випускного 22 каналів. Крутний момент створюється в результаті дії газових сил через ротор-поршень 8 на ексцентрик 7 привідного вала 6. При русі ротора-поршня 8 за годинниковою стрілкою стиск паливної суміші (при карбюраторному варіанті) або повітря (при дизельному варіанті), що надійшли через канал 21, відбувається в робочій камері 12, зміна обсягу якої в міру повороту ротора-поршня 8 показана на фіг. 5. У положенні І обсяг цієї камери мінімальний. У лівій частині камери закінчується випуск відпрацьованих газів, а в правій починається впуск паливної суміші (повітря). У положенні II-IV обсяг камери 12 у міру повороту ротора-поршня 8 безупинно збільшується - відбувається впуск паливної суміші (повітря) і в положенні IV стає максимальним. Впуск скінчений. При подальшому повороті ротора-поршня 8 у положенні І обсяг камери 13 зменшується - відбувається стиск паливної суміші (повітря). У положенні III обсяг камери 13 досягає мінімуму й стиснута паливна суміш запалюється іскрою свічі запалювання 24 камери згоряння 23, а при дизельному варіанті паливний насос вприскує паливо через форсунку в камеру згоряння 23 для запалення його в гарячім стисненім повітрі. Процес розширення газів, утворених при згорянні палива (робочий хід), триває доти, поки в положенні II (камера 14) не відкриється випускний канал 22. У положенні III, IV і І відбувається випуск відпрацьованих газів. У положенні І ротор-поршень 8, здійснивши один оберт, вертається у начальне положення. Потім цикл повторюється. Таким чином, під час одного оберту ротора-поршня 8 обсяг кожної із трьох робочих камер 12-14 змінюється чотири рази від мінімального до максимального, що забезпечує можливість здійснення чотиритактного циклу. Отже, чотиритактний цикл в одній робочій камері двигуна відбувається за один оберт ротора-поршня 8 або, відповідно, за три оберти привідного вала 6. Такий же цикл (зі зрушенням в 120 і 240 градусів по куту повороту ротора-поршня 8) відбувається одночасно у двох сусідніх робочих камерах, то за кожний оберт ротора-поршня 8 відбувається три робочі ходи, що відповідає одному робочому ходу на оберт привідного вала 6. Реверсування двигуна здійснюється зміною напрямку робочого середовища в каналах впуску 21 і випуску 22 розподільним пристроєм. У роторно-поршневому двигуні внутрішнього згорання, показаному на фіг. 3, герметизуючі зубчасті колеса-сателіти 9-11, разом із взаємодіючими з ними зубчастими циліндричними поверхнями порожнини 2 і ротора-поршня 7, являють собою зубчасті пари, у яких лінія взаємодії зубів, при утворенні робочих камер 12-14 разом з торцевими підпружиненими компресійними багатопроменевими кільцями 32 коліс-сателітів 9-11 і ротора-поршня 7 надійно ізолюють у будьякий момент часу робочу камеру високого тиску середовища від робочої камери низького тиску. При обертанні привідного вала 6 за годинниковою стрілкою, у результаті дії на ротор-поршень 7 газових сил, обсяги робочих камер 12-14 перетерплюють періодичні, зміщені на 120 градусів по фазі, зміни. У цих камерах протікають процеси впуску, стиску й запалення, розширення й випуску робочого середовища. Відкривання й закривання впускного 21 і випускного 22 каналів здійснюється герметизуючими зубчастими колесами-сателітами 9-11, при перекочуванні через їхні отвори. При здійсненні чотиритактного робочого циклу в одній з робочих камер 12 двигуна (фіг. 6), у міру повороту привідного вала 6 у правій частині корпуса-статора 1 (положення І-ІІ) відбувається усмоктування й стиск паливної суміші або повітря (при дизельному варіанті). Потім при наступному переході її в нижню частину його (положення III), обсяг робочої камери 12 досягає мінімуму й стиснута робоча суміш у камері згоряння 23 запалюється іскрою свічки запалювання 24, а при дизельному варіанті паливо згоряє в гарячому стисненому повітрі при вприскуванні його паливним насосом через форсунку. Виникаюча при цьому результуюча сила газів, що розширяються, створює крутний момент (робочий хід) шляхом впливу на зубчасту поверхню герметизуючих коліс-сателітів 9-11 і ротора-поршня 7, зуби яких є турбінними лопатками, а самі вони виконують функцію поршнів, що роблять перехід робочої камери 12 у ліву частину корпуса-статора 1 (положення IV). При переході робочої камери 12 у верхню частину корпуса-статора 1 (положення І) відбувається випуск відпрацьованих газів через випускний канал 22 і в такий спосіб чотиритактний цикл у робочій камері 12 буде завершений і привідний вал 6 виконає повний оберт. Одночасно із цим аналогічно протікають чотиритактні цикли в робочих камерах 13, 14, забезпечуючи безперервне обертання привідного вала. Робота запропонованих роторно-поршневих двигунів у режимі оборотних гідравлічних, пневматичних і парових двигунів дворазової дії здійснюється подачею робочого середовища у відповідні канали впуску 21, 35 і випуску 22, 36 (фіг. 2). 4 UA 109185 C2 5 10 15 Принцип дії запропонованої конструкції роторно-поршневого двигуна в режимі роботи двигуна зовнішнього згоряння, аналогічний принципу дії двигуна Ванкеля в цьому режимі, зазначеному в джерелах [5, 6]. Спарювання загальним привідним валом як цього, так і запропонованого двигуна приводить до трьох окремих систем, у кожній з яких за один оберт привідного вала здійснюється два повні цикли Стирлінга, принцип дії якого широко відомий. Принцип дії запропонованих роторно-поршневих двигунів внутрішнього згоряння перевірений на моделях двигунів. Джерела інформації: 1. Бениович B.C. и др. Ротопоршневые двигатели - Μ.: Машиностроение, 1968. 2. Німецький патент ДЕ-OS 14 51 745. 3. Патент США 1 087 735. 4. Німецький патент ДЕ-196 21 051 Α1. 5. Уокер Г. Двигатели Стирлинга - М.: Машиностроение, 1985. - 407 с. 6. Мышинский Е.Л., Рыжков-Дудонов М.А. Судовые поршневые двигатели внешнего сгорания - Л.: Судостроительство, 1976. - 75 с. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 45 50 1. Роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння, що містить корпус-статор з камерою згоряння й каналами впуску й випуску робочого середовища, усередині якого утворена циліндрична порожнина з епітрохоїдною поверхнею, відносно якої здійснює складний плоский рух тривершинний ротор-поршень, що вільно обертається на ексцентрику привідного вала, встановленого на підшипниках, закріплених у бічних кришках корпуса-статора, утворюючи разом із плоскими поверхнями бічних кришок корпуса-статора три роз'єднані робочі камери послідовно-змінного об'єму, який відрізняється тим, що тривершинний ротор-поршень складається з корпуса і бічних кришок, в радіальних циліндричних пазах якого встановлені, з виступом із пазів у вершинах корпуса, три рівновіддалені один від одного циліндричні ролики, з можливістю перекочування при планетарному русі між гладкими поверхнями профільованої по епітрохоїді порожнини корпуса-статора і ексцентрика привідного вала, при цьому епітрохоїда є нерухомим центральним колесом, ексцентрик - рухомим центральним колесом, а ролики є сателітами, водилом яких є корпус ротора-поршня, герметизація поверхонь робочих камер забезпечується системою газових ущільнень, яка включає торцеві підпружинені компресійні кільця на корпусі ротора-поршня, циліндричних роликах та ексцентрику. 2. Роторно-поршневий двигун за п. 1, який відрізняється тим, що оснащений шестеренним синхронізуючим механізмом внутрішнього зачеплення, більше колесо якого жорстко закріплене у корпусі тривершинного ротора-поршня, а менше - на бічній кришці корпуса-статора. 3. Роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння, що містить корпус-статор з камерою згоряння й каналами впуску й випуску робочого середовища, усередині якого утворена циліндрична порожнина з епітрохоїдною поверхнею, відносно якої здійснює складний плоский рух тривершинний ротор-поршень, що вільно обертається на ексцентрику привідного вала, встановленого на підшипниках, закріплених у бічних кришках корпуса-статора, утворюючи разом із плоскими поверхнями бічних кришок корпуса-статора три роз'єднані робочі камери послідовно-змінного об'єму, який відрізняється тим, що тривершинний ротор-поршень являє собою три рівновіддалені один від одного планетарно-рухомі зубчасті колеса, що взаємодіють з епітрохоїдною поверхнею циліндричної порожнини корпуса-статора та поверхнею ексцентрика привідного вала, що також виконані зубчастими, із забезпеченням їх жорсткого зв'язку і герметизацією радіальних поверхонь і торцевих сполучень за допомогою торцевих підпружинених компресійних багатопроменевих кілець, промені яких розташовані в радіальних пазах зубів, а самі кільця - в пазах їх основ, причому епітрохоїда є нерухомим центральним колесом, ексцентрик - рухомим центральним колесом, а колеса є сателітами. 5 UA 109185 C2 6 UA 109185 C2 7 UA 109185 C2 8 UA 109185 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: F02B 53/00, F02B 55/02, F01C 1/08, F01C 1/22

Мітки: двигун, згоряння, роторно-поршневий, внутрішнього

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/11-109185-rotorno-porshnevijj-dvigun-vnutrishnogo-zgoryannya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння</a>

Подібні патенти