Роторно-поршнева машина з механізмом автоматичного регулювання об’єму камери згоряння та ступеня стиснення в ній за ярошенком е.д.
Формула / Реферат
1. Роторно-поршнева машина (РПМ), переважно роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння, щонайменше з однією секцією, що містить корпус із циліндричною порожниною, у якій знаходиться вихідний вал, пов'язаний з ротором, спорядженим поршнями з поршневими пальцями та повідками і циліндрами, що створюють кінематичні пари "циліндр-поршень", які мають можливість обертання, а саме кругового обертового руху, по різновидних кругових траєкторіях у циліндричній порожнині й зворотно-поступального руху один відносно одного, а також бічні кришки, впускне і випускне вікна, робочі камери і камери згоряння в циліндрах та їхні ущільнення, встановлені між циліндром і поршнем, свічу запалювання або паливовприскуючу форсунку, або свічу запалювання та паливовприскуючу форсунку, в бічних стінках циліндра та ротора виконані наскрізні прорізи для випуску з циліндра відпрацьованих газів та впуску в циліндр горючої суміші (для двигунів карбюраторного типу) або повітря (для двигунів інжекторного та дизельного типів), які відповідають вікнам випуску та впуску, що знаходяться в днищі корпуса або в кришці, де встановлені впускний та випускний трубопроводи, свіча запалювання робочої суміші або паливовприскуюча форсунка, а ще РПМ забезпечена механізмом автоматичного регулювання об'єму камери згоряння та ступеня стиснення в ній, який приводиться в дію за допомогою важеля управління по командах відповідних датчиків, і виконаний він в корпусі у вигляді рухливої основи зі встановленими в ній роликами, як пороги, що мають можливість обертатися та діяти на рухливе дно циліндра, виконане у вигляді додаткового поршня з поршневими кільцями, змінюючи цим самим об'єм камери згоряння і ступінь стиснення в ній, а важіль встановлений в корпусі і має вісь та ексцентрик, який має можливість діяти на основу роликів, які в свою чергу мають можливість утоплювати дно циліндра, зменшуючи цим самим об'єм камери згоряння та збільшуючи ступінь стиснення в ній.
2. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що в роторі, а саме в циліндрі, встановлені, у вигляді буртиків, обмежувачі руху додаткового малого поршня в циліндрі.
3. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що внутрішня стінка днища корпуса або бічної кришки має пояс, що безпосередньо стикується з вхідним та вихідним наскрізними прорізами в стінках циліндра та ротора, а в обрамляючих вікна канавках пояса встановлені кільця або півкільця, що виконують ущільнення наскрізних прорізів між стінками ротора та днища корпуса або бічної кришки.
4. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що бічна стінка ротора має пояс, що безпосередньо стикується зі свічою запалення або з паливовприскуючою форсункою, що встановлені в днищі корпуса або в бічній кришці, де в поясі та в стінці циліндра виконаний наскрізний проріз для проходження іскри свічи запалення або струменя палива вприскуючої форсунки, а в обрамляючих проріз канавках в поясі встановлені кільця або півкільця, що виконують ущільнення наскрізного прорізу між стінками ротора з циліндром та днища корпуса або бічної кришки.
5. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що свіча запалювання, паливовприскуюча форсунка, наскрізні прорізи, впускне та випускне вікна виконані в різних місцях двигуна, наприклад, свіча та форсунка - в основі, а вікна - в кришці і т.п. або навпаки.
6. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що ролики забезпечені втулками, що мають можливість обертатися навколо роликів та котитися по зовнішній поверхні додаткового поршня.
7. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що додатковий поршень порожнистий, тобто виконаний з порожниною.
8. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що внутрішні поверхні основного та додаткового поршнів виконані на зразок сфери.
9. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що в РПМ використовується стиснене повітря.
10. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що в РПМ використовується стиснений водень.
11. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що РПМ має можливість установлення та використання в складі гібридних силових агрегатів.
Текст
Реферат: Винахід належить до роторно-поршневих двигунів. Роторно-поршнева машина (РПМ), переважно роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння, щонайменше з однією секцією, що містить корпус із циліндричною порожниною, у якій знаходиться вихідний вал, пов'язаний з ротором, спорядженим поршнями з поршневими пальцями та повідками і циліндрами, що створюють кінематичні пари "циліндр-поршень". Циліндр та поршень мають можливість кругового обертання по різновидних кругових траєкторіях у циліндричній порожнині й зворотнопоступального руху один відносно одного. РПМ має, також, бічні кришки, впускне і випускне вікна, робочі камери і камери згоряння в циліндрах та їхні ущільнення, встановлені між циліндром і поршнем, свічу запалювання або паливовприскуючу форсунку, або свічу запалювання та паливовприскуючу форсунку. В бічних стінках циліндра та ротора виконані наскрізні прорізи для випуску з циліндра відпрацьованих газів та впуску в циліндр горючої суміші (для двигунів карбюраторного типу) або повітря (для двигунів інжекторного та дизельного типів), які відповідають вікнам випуску та впуску, що знаходяться в основі (днищі) корпуса або в кришці, де встановлені впускний та випускний трубопроводи, свіча запалювання робочої суміші або паливовприскуюча форсунка. Також, РПМ забезпечена механізмом автоматичного регулювання об'єму камери згоряння та ступеня стиснення в ній, який приводиться в дію за допомогою важеля управління по командах відповідних датчиків. Він виконаний в корпусі у вигляді рухливої основи зі встановленими в ній роликами (порогами), що мають можливість обертатися та діяти на рухливе дно циліндра, виконане у вигляді додаткового поршня з поршневими кільцями, змінюючи цим самим об'єм камери згоряння і ступінь стиснення в ній. Важіль, встановлений в корпусі, має вісь та ексцентрик, який має можливість діяти на основу роликів, які в свою чергу мають можливість утоплювати дно циліндра, зменшуючи цим самим об'єм камери згоряння та збільшуючи ступінь стиснення в ній. UA 114079 C2 (12) UA 114079 C2 UA 114079 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до машинобудування, зокрема до конструкцій та виробництва роторнопоршневих двигунів внутрішнього згоряння (РПДВЗ або РПД). Технічним рішенням, вибраним як прототип, є роторно-поршнева машина Ярошенка Eд. Вас. (8). (Патент України на винахід № 86822, кл. С2 F02B 53/00, 57/00, 29.01.2007 від 25.05.2009). Роторно-поршнева машина (РПМ), переважно роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння, щонайменше з однією секцією, являє собою нерухомий корпус із циліндричною порожниною, у якій із зазором концентрично встановлений ротор з вихідним валом. По торцях корпуса встановлені бічні кришки. Ротор являє собою круглу обойму-блок з встановленими кінематичними парами "циліндр-поршень". Вихідний вал знаходиться в підшипниках, які знаходяться в бічних кришках корпуса. Між внутрішньою циліндричною поверхнею корпуса й зовнішньою поверхнею ротора є ущільнення, встановлені в пазах або канавках обойми-блока ротора безпосередньо біля торців циліндрів. У циліндрах встановлені поршні, що містять подовжені поршневі пальці (пальці-повідки), які через прорізи в стінках циліндра і ротора виходять за межі ротора і входять своїми кінцями (повідками) у кругові напрямні, що виконані в стінках бічних кришок. Напрямні у вигляді пазів або канавок, або буртиків і т. п. задають кругову траєкторію руху пальців і, отже, поршнів. У поршнях встановлені ущільнення між циліндром та поршнем, які виконані у вигляді поршневих кілець. Корпус, бічні кришки і їхні ущільнення скріплені між собою болтовими або шпильковими з'єднаннями. У корпусі виконані впускне вікно для впуску горючої суміші або повітря й випускне вікно для відводу газів, що відпрацювали. У корпусі також встановлена свіча запалювання робочої суміші або паливовприскуюча форсунка. Робоча камера обмежена корпусом, циліндром, поршнем і їхніми ущільненнями. Недоліками двигуна-прототипу є недостатня потужність через: малий ступінь стиснення в камері згоряння; неповне використання сили згоряння палива; недостатнє використання габаритних розмірів та об'єму двигуна для розміщення збільшених, телескопічних або додаткових робочих камер кінематичних пар "циліндр-поршень". В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення роторно-поршневої машини шляхом установки механізму регулювання об'єму камери згоряння та ступеня стиснення в ній. І, таким чином, забезпечити: збільшення ефективної та літрової потужності машини; збільшення частки корисного використання габаритних розмірів та об'єму; збільшення надійності роторно-поршневої машини. Поставлене завдання вирішується тим, що в роторно-поршневій машині (РИМ), переважно в роторно-поршневому двигуні внутрішнього згоряння, щонайменше, з однією секцією, то містить корпус із циліндричною порожниною, у якій знаходиться вихідний вал, пов'язаний з ротором, спорядженим поршнями з поршневими пальцями та повідками і циліндрами, що створюють кінематичні пари "циліндр-поршень" і мають (циліндр та поршень) можливість обертання (кругового обертового руху) по різновидних кругових траєкторіях у циліндричній порожнині й зворотно-поступального руху один відносно другого, а також бічні кришки, впускне і випускне вікна, робочі камери і камери згоряння в циліндрах та їхні ущільнення, встановлені між циліндром і поршнем, свічу запалювання або паливовприскуючу форсунку (або свічу запалювання та паливовприскуючу форсунку) відповідно до винаходу в бічних стінках циліндра та ротора виконані наскрізні прорізи для випуску з циліндра відпрацьованих газів та впуску в циліндр горючої суміші (для двигунів карбюраторного типу) або повітря (для двигунів інжекторного та дизельного типів), які відповідають вікнам випуску та впуску, що знаходяться в основі (днищі) корпуси або в кришці, де встановлені впускний та випускний трубопроводи, свіча запалювання робочої суміші або паливовприскуюча форсунка, а ще РПМ забезпечена механізмом автоматичного регулювання об'єму камери згоряння та ступеня стиснення в ній, який приводиться в дію за допомогою важеля управління по командах відповідних датчиків, і виконаний він в корпусі у вигляді рухливої основи з встановленими в ній роликами (порогами), що мають можливість обертатися та діяти на рухливе дно циліндра, виконане у вигляді додаткового (малого) поршня з поршневими кільцями, змінюючи при цьому об'єм камери згоряння і ступінь стиснення в ній, а важіль встановлений в корпусі і мас вісь та ексцентрик, який мас можливість діяти на основу роликів, які в свою чергу мають можливість втоплювати дно циліндра, зменшуючи цим самим об'єм камери згоряння та збільшуючи ступінь стиснення в ній. 1 UA 114079 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Крім вищевказаних основних істотних ознак, є додаткові альтернативні істотні ознаки, які характеризують роторно-поршневу машину в окремих випадках. В роторі (вірніше, в його циліндрі) встановлені обмежувачі (буртики) руху додаткового (малого) поршня в циліндрі. Корпус має основу (днище циліндричної порожнини), що заміняє та виконує роль бокової кришки. Внутрішня стінка основи (днища) корпуса або бічної кришки має вікна впуску та випуску, які виконані в суцільному крузі (поясі), що безпосередньо стикується з вхідним та вихідним наскрізними прорізами в стінках циліндра та ротора, а в обрамляючих вікна канавках пояса встановлені кільця або півкільця, що виконують ущільнення вікон та наскрізних прорізів між стінками ротора та основи (днища) корпуса або бічної кришки. Бічна стінка ротора має суцільний круг (пояс), що безпосередньо стикується з свічкою запалення або з паливовприскуючою форсункою, що встановлені в основі (днищі) корпуса або в бічній кришці, де в поясі та в стінці циліндра виконані наскрізні прорізи для проходження іскри свічки запалення або струї палива вприскуючої форсунки, а в обрамляючих прорізи канавках в поясі встановлені кільця або півкільця, що виконують ущільнення наскрізного проріза між стінками ротора з циліндром та основи (днища) корпуса або бічної кришки. Свіча запалювання, паливовприскуюча форсунка, наскрізні прорізи, впускне та випускне вікна виконані в різних місцях корпуса, наприклад, свіча та форсунка - в основі (днищі), а вікна в кришці, і т. п. або навпаки. Ролики забезпечені втулками, що мають можливість обертатися навколо роликів та котитися по зовнішній робочій поверхні додаткового (малого) поршня. Додатковий (малий) поршень порожнистий, тобто викопаний з порожниною. Внутрішні поверхні основного та додаткового поршнів виконані на зразок півсфери. В РПМ використовується стиснене повітря. В РПМ використовується стиснений водень. РПМ має можливість установлення (використання) в складі гібридних силових агрегатів. Роторно-поршнева машина характеризується всіма можливими комбінаціями вищевказаних істотних ознак. Крім викладених є й інші можливі уточнення в розвиток ознак роторно-поршневої машини. Всі вищевказані істотні ознаки знаходяться в причинно-наслідковому зв'язку з досягнутим технічним результатом. Новими технічними властивостями (технічним результатом) машини є: - збільшення ефективної та літрової потужності через збільшення ступеня стиснення в камері згоряння; - збільшення ефективної та літрової потужності за рахунок збільшення частки корисного використання габаритних розмірів та об'єму двигуна; - підвищення надійності завдяки застосуванню простого по конструкції механізму регулювання об'єму камери згоряння та ступеня стиснення в ній. Винахід пояснюється кресленнями, на яких представлені: Фіг. 1. - Поздовжній розріз роторно-поршневого двигуна з механізмом регулювання об'єму та ступеня стиснення камери згоряння, кутовим повідковим механізмом та бічною системою газорозподілу (для опису до БВ); Фіг. 2. - Поперечний розріз роторно-поршневого двигуна з механізмом регулювання об'єму та ступеня стиснення камери згоряння, кутовим повідковим механізмом та бічною системою газорозподілу (для опису до БВ); Далі описані варіанти конструкцій виконання пропонованих двигунів (карбюраторного, інжекторного або дизельного типів) з механізмом регулювання об'єму камери згоряння та ступеня стиснення в ній (див, фіг. 1-2). Двигун містить корпус 1 із циліндричною порожниною 2, в якій з певним зазором Ζ концентрично встановлений ротор 3 з вихідним валом 4 відбору потужності. Корпус 1 містить у собі концентрично розташовані обичайки 5 і б, між якими встановлені розпірки 7 з рядом отворів 104 у них для проходження охолоджуючої рідини (охолоджувача) По торцях корпуса перебувають його основи (днище) 8 і бічна кришка 9 або тільки бічні кришки 8 і 9 при відсутності основи (днища) корпуса. Днище, в першому випадку, виконує роль бокової кришки. Корпус з днищем виконується однією деталлю, або однією складальною одиницею. Обичайки корпуса, його основа (днище) й кришка або дві кришки, коли корпус не має основи (днища), спільно утворюють порожнини 10 для охолоджуючої рідини, наприклад, води, що подасться у двигун через штуцер 11, а потім виходить із двигуна через штуцер 12. 2 UA 114079 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В основі (днищі) корпуса або в бічній кришці знаходяться для впуску горючої суміші або повітря впускне вікно 13 і випускне вікно N для видалення з камери 15 робочого циліндра 16 газів, що утворилися при згорянні паливоповітряної суміші та відпрацювали. Ротор 3 являє собою обойму (блок циліндрів) 17 з встановленими циліндрами 16 та поршнями 28, Циліндри з поршнями можуть встановлюватися в роторі радіально, паралельно зі зсувом щодо радіуса ротора або під певним кутом до радіуса ротора (див. фіг. 2)· Вал 4 встановлений у кришках 8 і 9 на підшипниках ковзання 18. Безпосередньо в циліндрі біля його верхніх торців знаходиться додатковий (малий) поршень 97 з поршневими кільцями 29. Додатковий поршень порожнистий, тобто виконаний з порожниною 98. З мстою обмеження руху малого поршня, циліндр забезпечений біля свого верхнього торця буртиком 99. Внутрішні поверхні основного 28 та додаткового 97 поршнів виконані на зразок півсфери. що покращує умови згоряння робочої суміші (в двигунах карбюраторного типу) або палива (в двигунах інжекторного та дизельного тинів) в циліндрі. У нашому варіанті виготовлення двигуна (див. фіг. 1-2), циліндри 16 скріплені між собою в роторі за допомогою обойми (блока циліндрів) 17 ротора. Можливі варіанти двигуна, де обойма 17 та циліндри 16 виготовлені однією деталлю за допомогою лиття (в основному, для двигунів карбюраторного та інжекторного типів). В бічних стінках циліндра та ротора виконані наскрізні впускні прорізи 110 для впуску горючої суміші (для двигунів карбюраторного типу) або повітря (для двигунів інжекторного та дизельного тинів) і випускні прорізи 111 для видалення з камери 15 робочого циліндра 16 газів, що утворилися при згорянні паливоповітряної суміші та відпрацювали. Прорізи 110 та 111 виконані відповідно трубопроводам 107 та 108 з вікнами впуску 13 та випуску 14, що знаходяться в основі (днищі) корпуса або в бічній кришці у відповідних кругових поясах 112 (потовщеннях стінок основи (днища) корпуса або бічної кришки у вигляді крута). Вікна 13 та 14 обрамлені канавками (пазами), в яких знаходяться ущільнюючі кільця або півкільця 113 та 114 відповідно. У циліндрах 16 перебувають поршні 28 з ущільнюючими поршневими кільцями 29 та подовженими поршневими пальцями 30, які проходять через відповідні прорізи, що викопані в стійках циліндра та ротора. На кіпцях поршневого пальця 30 розміщені повідки 31. Повідки знаходяться у направляючих 62 обертання (кругового обертового руку) поршня, виконаних у вигляді пазів або канавок на внутрішніх стінках днища (основи) корпуса 8 та бічної кришки 9 або на внутрішніх стінках бічних кришок 8 і 9. На повідках можлива установка втулок 70 для зменшення тертя при обертанні повідків в їхніх направляючих 62. Повідки 31 з втулками 70, поршневі пальці 30 з поршнями 28 в зборі мають можливість обертання (кругового обертового руху) по направляючим 62. Сусідні повідки та поршневі пальці з поршнями в зборі (сусідніх поршнів) мають також можливість провертання в цих направляючих одні відносно других на певний кут. Направляючі 62 та повідки 31 з втулками 70 задають траєкторію обертання (кругового обертового руху) поршневих пальців 31 і, отже, поршнів 28 у вигляді кола (окружності), центр якого зміщений на певну відстань - ексцентриситет Ε (е) двигуна щодо осі вихідного вала й ротора. Тут можливі траєкторії у вигляді інших замкнутих кругових фігур, як неправильних окружностей, округлених правильних і неправильних багатокутників та еліпсів з ділянками, виконаними "від руки" на основі досвіду та експериментних даних. Центри таких траєкторій можуть співпадати (збігатися) або не співпадати (не збігатися) з віссю вихідного вала й ротора. На фіг. 1 показані траєкторії обертання умовних точок В та С, щο належать циліндру та поршню, відповідно. Між корпусом і бічними кришками встановлені ущільнення 43 і 44 у вигляді кільцевих прокладок. Корпус, бічні кришки ίί ущільнення скріплені між собою болтовими або шпильковими з'єднаннями 45. В днищі (основі) 8 корпуса або в бічній кришці 8 або 9 встановлені штуцер 55 для підведення мастила у циліндричну порожнину корпуса двигуна й штуцер 56 для відводу мастила із двигуна. Роль маховика у двигуні може виконувати обойма (блок) циліндрів 17 ротора 2, як найбільш масивна частина (деталь), що обертається. При необхідності можлива додаткова установка маховика па вихідному валу 4. Камера 15 робочого циліндра обмежена циліндром 16, основним 28 та додатковим 97 поршнями з поршневими кільцями 29. Сама верхня частина камери циліндра є камерою 48 згоряння (об'єм (простір) над поршнем при положенні поршня у верхній точці (ВТ) циліндра). 3 UA 114079 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корпус забезпечений механізмом регулювання об'єму камери згоряння та ступеня стиснення в ній. Механізм виконаний в корпусі, вірніше, у внутрішній обичайці корпуса. До складу механізму входить рухлива основа 100, встановлені в ній ролики (пороги) 101 з втулками 103 та важіль 102 привода механізму в дію. Ролики мають можливість обертатися в основі та діяти через втулки 103 на рухливе дно циліндра, яке виконане у вигляді додаткового (малого) поршня 97 з поршневими кільцями 29, що знаходяться в циліндрі. Втулка 103 встановлена на ролику і має можливість обертатися навколо ролика та котитися по зовнішній поверхні додаткового поршня 97. Місце встановлення в корпусі механізму регулювання об'єму камери згоряння та ступеня стиснення в ній відповідає знаходженню основною поршня 28 у верхній точці циліндра та процесу загоряння робочої суміші (дня двигунів карбюраторного типу) або палива (для двигунів інжекторного та дизельного типів). Важіль 102 механізму має вісь 105 та ексцентрик 106. Ексцентрик діє на основу 100 роликів та через ролики і їхні втулки 103 втоплює дно (малий поршень 97) циліндра, змінюючи цим самим об'єм камери згоряння і ступінь стиснення в ній. Робочі поверхні деталей, які труться, наприклад, зовнішні поверхні малого поршня 97 або втулок 103 роликів 101 й т. п., можуть бути покриті твердим хромом або молібденом, або керамічним покриттям. Розглянемо роторно-поршневий двотактний чотирициліндровий двигун внутрішнього згоряння (карбюраторного, інжекторного або дизельного типу) з механізмом регулювання об'єму та ступеня стиснення камери згоряння, кутовим повідковим механізмом та бічною системою газорозподілу у дії. При обертанні вала 4, обертається ротор 3 і, отже, обертається обойма 17 із циліндрами 16, поршнями 28 і пальцями 30, що перебувають у циліндрах, а також з повідками 31, які встановлені в направляючих 62. При цьому обойма ротора з жорстко встановленими циліндрами обертається на вихідному валу навколо центра О - центра циліндричної порожнини корпуса, а поршні з пальцями та повідками в зборі обертаються по своєму колу (окружності) навколо центра А - центра траєкторії їхнього обертання. Центри О та А перебувають на відстані Ε (е) (ексцентриситета двигуна) один від одного. Одночасно поршні 28 переміщаються в циліндрах 16, При обертанні ротора, додатковий поршень 97 під дією виникаючих при цьому відцентрових сил, а також сил тиску в камері циліндра, притискується до буртиків 99 циліндра, які обмежують його прямолінійний рух в циліндрі, забезпечуючи своїми поршневими кільцями 29 герметичність камери циліндра. Механізм регулювання об'єму камери згоряння та ступеня стиснення в ній приводиться в дію за допомогою сигналів відповідних датчиків та важеля 102, що своїм ексцентриком 106 діє на основу 100 та її ролики 101, які через свої втулки 103 втоплюють дно (малий поршень 97) циліндра. Кожного разу, коли робочий циліндр 16 проходить повз механізм і знаходиться під його дією, додатковий малий поршень 97 (дно циліндра) втоплюється на декілька міліметрів в циліндр 16, чим зменшується об'єм та збільшується ступень стиснення в камері згоряння. Збільшення ступеня стиснення веде до збільшення потужності та коефіцієнта корисної дії двигуна. Величина втеплювання та ступеня стиснення залежить від настройки відповідних датчиків. При необхідності, тут можлива постійна настройка "в ручному режимі". Покажемо основні й додаткові істотні ознаки винаходу більш детально, стосовно до варіанта виконання машини. Роторно-поршнева машина, переважно роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння, щонайменше, з однією секцією, має загальні із прототипом відомі ознаки, а саме: містить корпус 1 включаючи його циліндричну порожнину 2 і днище (основу) 8, в деяких варіантах виготовлення, або без нього. В корпусі знаходяться свіча запалювання 22 або паливовприскуюча форсунка 23, впускне 13 і випускне 14 вікна. По торцях корпуса розміщені бічні кришки 8 та 9. У циліндричній порожнині 2 корпуса знаходиться вихідний вал 4 відбору потужності, на якому жорстко встановлений ротор 3. Ротор у вигляді круглої обойми 17 оснащеної циліндрами 16 і поршнями 28, які разом створюють кінематичні пари "циліндрпоршень". Циліндри й поршні обертаються в циліндричній порожнині 2 корпуса 1 по різних траєкторіях і одночасно рухаються зворотно-поступально один відносно одного. Циліндр 16 та його поршні 28 і 97 утворюють замкнутий простір - робочу камеру 15 з камерою 48 згоряння. Між циліндром 16 і поршнями 28 та 97 установлені ущільнюючі поршневі кільця 29 робочої камери 15 і камери 48 згоряння. Одні з елементів, що створюють кінематичні пари, циліндри 16 обертаються по колу концентричному циліндричній порожнині 2, а другі елементи - поршні 28 4 UA 114079 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 обертаються по траєкторії, що задається поршневими пальцями з повідками 31 та їхніми направляючими 62, виконаними в днищі (основі) 8 корпуса 1 і в бічній кришці 9 або у бічних кришках 8 та 9 у вигляді пазів, канавок, буртиків і т. п. Повідки 31 поршневих пальців 30 встановлені в направляючих 62 з можливістю кругового обертання по них, а також провертання сусідніх повідків інших сусідніх поршнів в направляючих 62 на певний кут один відносно одного. Пропонована роторно-поршнева машина має нові ознаки, які відрізняють заявлений об'єкт винаходу від прототипу, а саме: Відповідно до винаходу в бічних стінках циліндра та ротора виконані наскрізні прорізи 110 та 111 для впуску в циліндр горючої суміші (для двигунів карбюраторного типу) або повітря (для двигунів інжекторного та дизельного типів) та випуску з циліндра відпрацьованих газів, відповідно. Прорізи відповідають вікнам впуску 13 з впускним трубопроводом 107 та випуску 14 з випускним трубопроводом 108, що знаходяться в основі (днищі) корпуса або в кришці, В основі (днищі) корпуса або в кришці встановлені впускний 107 та випускний 108 трубопроводи, свіча 22 запалювання робочої суміші або паливовприскуюча форсунка 23. РПМ забезпечена механізмом автоматичного регулювання об'єму камери згоряння та ступеня стиснення в ній. Механізм приводиться в дію за допомогою важеля 102 управління по командах відповідних датчиків. Виконаний він в корпусі у вигляді рухливої основи 100 з встановленими в ній роликами (порогами) 101, що мають можливість обертатися та діяти на рухливе дно (малий поршень 97) циліндра. Дно виконане у вигляді додаткового малого поршня 97 з поршневими кільцями 29, що рухається в циліндрі, змінюючи цим самим об'єм камери згоряння і ступінь стиснення в ній. Важіль 102 механізму встановлений в корпусі і має вісь 105 та ексцентрик 106. Ексцентрик мас можливість діяти на основу 100 роликів 101, які в свою чергу мають можливість втоплювати дно (малий поршень 97) циліндра, зменшуючи цим самим об'єм камери 48 згоряння та збільшуючи ступінь стиснення в ній. Крім вищевказаних основних істотних ознак, є додаткові альтернативні істотні ознаки, які характеризують роторно-поршневу машину в окремих випадках. В роторі (вірніше, в циліндрі) встановлені обмежувачі (буртики) 99 руху малого поршня в циліндрі. Корпус 1 має основу (днище циліндричної порожнини,що заміняє та виконує роль бокової кришки), а внутрішня стінка основи (днища) корпуса або бічної кришки має трубопроводи 107 та 108 з вікнами впуску 13 та випуску 14, відповідно, які виконані в суцільному поясі 112, що являє собою потовщення внутрішньої стінки основи (днища) корпуса або бічної кришки у вигляді плоского круга, та безпосередньо стикується з вхідним та вихідним наскрізними прорізами 110 в стінках циліндра та ротора, а в обрамляючих вікна канавках пояса встановлені кільця або півкільця 114, що виконують ущільнення вікон та наскрізних прорізів між стінками ротора та основи (днища) корпуса або бічної кришки. Бічна стінка ротора має суцільний круг (пояс) 113, що безпосередньо стикується з свічкою 22 запалення або паливовприскуючою форсункою 23, які установлені в основі (днищі) 8 корпуса 1 або в боковій кришці 9. В поясі 113 ротора та в стінці циліндра викопаний наскрізний проріз 111 для проходження іскри свічки 22 запалення або струї палива вприскуючої форсунки 23. В обрамляючих проріз 111 канавках в поясі 113 встановлені кільця або півкільця 115, що виконують ущільнення наскрізного проріза 111 між стінками ротора з циліндром та основи (днища) корпуса або бічної кришки. Свіча запалювання, паливовприскуюча форсунка, наскрізні прорізи, впускне та випускне вікна виконані в різних місцях двигуна, наприклад, свіча та форсунка - в основі, а вікна - в кришці, і т. п. або навпаки. Ролики 101 забезпечені втулками 103, які мають можливість обертатися навколо ролика та котитися по зовнішній поверхні малого поршня 97. Додатковий малий поршень 97 порожнистий, тобто виконаний з порожниною 98. Внутрішні робочі поверхні основного 28 та додаткового 97 поршнів виконані на зразок півсфери. В РПМ використовується стиснене повітря. В РПМ використовується стиснений водень. РПМ має можливість установлення (використання) в складі гібридних силових агрегатів. Наслідком нових технічних властивостей (технічного результату) роторно-поршневої машини є її нові споживчі властивості, а саме: - збільшення ступеня стиснення в камері згоряння; - збільшення потужності роторно-поршневої машини; - підвищення компактності; 5 UA 114079 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - спрощення конструкції; - зменшення вартості. Джерела інформації: 1. Анохин В.И. Отечественные автомобили. - М.: Машиностроение, 1964. 2. Артамонов М.Д. и Панкратов Г.П. Теория, конструкция и расчёт автотракторных двигателей. - М.: Машиностроение, 1963. 3. Белкин А.И. Автомобиль "Москвич - 2140". - М.: Машиностроение, 1985. 4. Болтинский В.Н. Автотракторные двигатели. - М.: Сельхозгиз, 1938. 5. Вихерт М.М. и др. Конструкция и расчёт автотракторных двигателей. - М.: Машиностроение, 1964. 6. Орлин А.С. и др. Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей. - М.: Машиностроение, 1970. 7. Ханин Н.С. и Чистозвонов С.В. Автомобильные роторно-поршневые двигатели. "Машгиз". 1964. 8. Ярошенко Е.В. Роторно-поршнева машина Ярошенка Ед. Вас. Патент України на винахід № 86822, кл. С2 F02B 53/00, 57/00, 29.01.2007 від 25.05.2009" (прототип). 9. Ярошенко Е.В. Роторно-поршнева машина Ярошенка Ед. Вас. з U-подібним повідковим механізмом. Заявка на винахід № а 2013 07656 від 17.06.2013. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Роторно-поршнева машина (РПМ), переважно роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння, щонайменше з однією секцією, що містить корпус із циліндричною порожниною, у якій знаходиться вихідний вал, пов'язаний з ротором, спорядженим поршнями з поршневими пальцями та повідками і циліндрами, що створюють кінематичні пари "циліндр-поршень", які мають можливість обертання, а саме кругового обертового руху, по різновидних кругових траєкторіях у циліндричній порожнині й зворотно-поступального руху один відносно одного, а також бічні кришки, впускне і випускне вікна, робочі камери і камери згоряння в циліндрах та їхні ущільнення, встановлені між циліндром і поршнем, свічу запалювання або паливовприскуючу форсунку, або свічу запалювання та паливовприскуючу форсунку, в бічних стінках циліндра та ротора виконані наскрізні прорізи для випуску з циліндра відпрацьованих газів та впуску в циліндр горючої суміші (для двигунів карбюраторного типу) або повітря (для двигунів інжекторного та дизельного типів), які відповідають вікнам випуску та впуску, що знаходяться в днищі корпуса або в кришці, де встановлені впускний та випускний трубопроводи, свіча запалювання робочої суміші або паливовприскуюча форсунка, а ще РПМ забезпечена механізмом автоматичного регулювання об'єму камери згоряння та ступеня стиснення в ній, який приводиться в дію за допомогою важеля управління по командах відповідних датчиків, і виконаний він в корпусі у вигляді рухливої основи зі встановленими в ній роликами, як пороги, що мають можливість обертатися та діяти на рухливе дно циліндра, виконане у вигляді додаткового поршня з поршневими кільцями, змінюючи цим самим об'єм камери згоряння і ступінь стиснення в ній, а важіль встановлений в корпусі і має вісь та ексцентрик, який має можливість діяти на основу роликів, які в свою чергу мають можливість утоплювати дно циліндра, зменшуючи цим самим об'єм камери згоряння та збільшуючи ступінь стиснення в ній. 2. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що в роторі, а саме в циліндрі, встановлені, у вигляді буртиків, обмежувачі руху додаткового малого поршня в циліндрі. 3. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що внутрішня стінка днища корпуса або бічної кришки має пояс, що безпосередньо стикується з вхідним та вихідним наскрізними прорізами в стінках циліндра та ротора, а в обрамляючих вікна канавках пояса встановлені кільця або півкільця, що виконують ущільнення наскрізних прорізів між стінками ротора та днища корпуса або бічної кришки. 4. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що бічна стінка ротора має пояс, що безпосередньо стикується зі свічою запалення або з паливовприскуючою форсункою, що встановлені в днищі корпуса або в бічній кришці, де в поясі та в стінці циліндра виконаний наскрізний проріз для проходження іскри свічи запалення або струменя палива вприскуючої форсунки, а в обрамляючих проріз канавках в поясі встановлені кільця або півкільця, що виконують ущільнення наскрізного прорізу між стінками ротора з циліндром та днища корпуса або бічної кришки. 5. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що свіча запалювання, паливовприскуюча форсунка, наскрізні прорізи, впускне та випускне вікна виконані в різних місцях двигуна, наприклад, свіча та форсунка - в основі, а вікна - в кришці і т. п. або навпаки. 6 UA 114079 C2 5 10 6. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що ролики забезпечені втулками, що мають можливість обертатися навколо роликів та котитися по зовнішній поверхні додаткового поршня. 7. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що додатковий поршень порожнистий, тобто виконаний з порожниною. 8. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що внутрішні поверхні основного та додаткового поршнів виконані на зразок сфери. 9. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що в РПМ використовується стиснене повітря. 10. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що в РПМ використовується стиснений водень. 11. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що РПМ має можливість установлення та використання в складі гібридних силових агрегатів. 7 UA 114079 C2 8 UA 114079 C2 Комп’ютерна верстка Т. Вахричева Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9
ДивитисяДодаткова інформація
Автори англійськоюYaroshenko Eduard Vasyliovych
Автори російськоюЯрошенко Эдуард Васильевич
МПК / Мітки
МПК: F01B 13/06, F01B 9/06, F02B 75/22, F02B 57/08
Мітки: ступеня, камери, регулювання, ярошенком, об'єму, машина, механізмом, автоматичного, ед, стиснення, згоряння, ній, роторно-поршнева
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/11-114079-rotorno-porshneva-mashina-z-mekhanizmom-avtomatichnogo-regulyuvannya-obehmu-kameri-zgoryannya-ta-stupenya-stisnennya-v-nijj-za-yaroshenkom-ed.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Роторно-поршнева машина з механізмом автоматичного регулювання об’єму камери згоряння та ступеня стиснення в ній за ярошенком е.д.</a>
Попередній патент: Зернозбиральний комбайн
Наступний патент: Страхувальний пристрій-десантер
Випадковий патент: Курильний виріб та спосіб виготовлення інкапсульованих тютюнових гранул для застосування у курильному виробі