Роторний двигун внутрішнього згоряння (варіанти)

Номер патенту: 80815

Опубліковано: 12.11.2007

Автор: Коваленко Вячеслав Іванович

Є ще 4 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Роторний двигун внутрішнього згоряння, що містить порожнистий тороїдальний робочий циліндр із водяною оболонкою, наскрізним неперервним обводовим пазом зі стінками, симетрично розташованими відносно центральної площини циліндра по його поверхні найменшого діаметра, форсункою або свічкою запалювання, дугоподібними протяжними впускним і випускним отворами в стінці для впуску повітря або паливно-повітряної суміші та випуску газів згоряння, кільцевий корпус з бічними стінками, симетричний відносно центральної осі циліндра, чотири поршні, що установлені в робочому циліндрі з можливістю переміщення уздовж його внутрішньої поверхні, виконані за формою цієї поверхні та обладнані поблизу своїх торців компресійними і маслознімними кільцями, вихідний вал, установлений з можливістю обертання в бічних стінках корпусу по центральній осі робочого циліндра, маховик, закріплений на вихідному валу або виконаний за одне ціле з ним, два несучі елементи, розміщені симетрично відносно центральної площини циліндра, кожний з яких включає радіально розташовані кільце та С-подібну стінку, яку установлено з можливістю обертання навколо осі вихідного вала, два поршні закріплено діаметрально протилежно на одному кільці, а два - на іншому з утворенням міжпоршневих камер між поршнями, закріпленими на різних несучих елементах, при цьому форма і розміри кілець вибрані, виходячи з умови їхнього установлення в обводовому пазу з можливістю щільного контакту зовнішніх поверхонь кілець з компресійними і маслознімними кільцями поршнів і ущільнення зазорів між торцями кілець, а також між іншими їхніми торцями і стінками обводового паза, передаточний механізм, що включає два зубчасті колеса у вигляді шестерень зовнішнього зачеплення, закріплених на бічних стінках корпусу і виконаних з осьовими отворами для пропуску вихідного вала, чотири сателіти, зв’язані з маховиком, два з яких знаходяться в зачепленні з одним із зубчастих коліс і зв’язані з одним із несучих елементів, а два – знаходяться в зачепленні з іншим зубчастим колесом і зв’язані з іншим несучим елементом, причому вісь обертання кожного сателіта, зв’язаного з одним несучим елементом, розташовано між осями обертання сателітів, зв’язаних з іншим несучим елементом, ексцентрики, що зв’язують сателіти з маховиком і несучими елементами, з корінними шийками, закріпленими в отворах маховика, паралельних його осі, і чотирма шатунними шийками, зв’язаними з несучими елементами, причому відношення діаметра сателітів до діаметра зубчастих коліс дорівнює 1:2, площини, що проходять через осі корінної і шатунної шийок кожної пари сусідніх ексцентриків, перетинаються під кутом 90°, а відстань між шатунними шийками в зонах верхньої та нижньої мертвих точок мінімальна, який відрізняється тим, що передаточний механізм обладнано чотирма ексцентриками, корінні шийки яких установлено в чотирьох отворах маховика, осі яких розташовано з рівномірним кроком по обводу, та закріплено в осьових отворах сателітів або виконано за одне ціле з ними, а шатунні шийки зв’язано з несучими елементами шатунами, кожний з яких установлено кінцями з можливістю обертання на шатунній шийці і навколо осі, розміщеної в стінці одного з несучих елементів, причому несучі елементи розташовано по обидва боки центральної площини циліндра із зазором між їхніми стінками, а маховик складено з двох дисків, розміщених радіально, кожний з яких розташовано між одним із зубчастих коліс і одним із несучих елементів, і двох радіально розташованих кілець.

2. Двигун за п. 1, який відрізняється тим, що кожне з радіально розташованих кілець розміщено між однією з бічних стінок корпуса та однією з пар сателітів і з’єднано з одним із дисків двома дуговими пластинами, пропущеними між місцями зачеплення зубчастих коліс і сателітів, причому корінні шийки сателітів, що знаходяться в зачепленні з одним зубчастим колесом, установлено в отворах одного кільця, а сателітів, що знаходяться в зачепленні з іншим зубчастим колесом, - в отворах іншого кільця.

3. Двигун за п. 1, який відрізняється тим, що кожне з радіально розташованих кілець розміщено між однією з бічних стінок корпусу та сателітами і з’єднано з одним із дисків чотирма дуговими пластинами, пропущеними між чотирьох місць зачеплення зубчастих коліс і сателітів, кожний із сателітів складено з двох спарених шестерень, закріплених на його корінній шийці з обох боків пари несучих елементів і жорстко з’єднаних між собою корінною і шатунною шийками, причому корінну шийку кожного із сателітів установлено в співвісних отворах обох кілець маховика, одна зі спарених шестерень знаходиться в зачепленні з одним із зубчастих коліс, а інша - з іншим, шатун, що зв’язує кожний із сателітів з несучим елементом, розташовано у проміжку між спареними шестернями сателіта і складено з двох паралельних пластин, жорстко з’єднаних між собою з утворенням проміжку між ними, в якому розташовано стінку несучого сателіта, зв’язану з цим сателітом, при цьому стінки несучих елементів виконано у вигляді пластин чи дисків, що з’єднують пари поршнів, причому у кожному диску виконано чотири вікна, а розміщення і розміри пластин або вікон у дисках вибрано за умови відсутності контактів корінних і шатунних шийок сателітів, зв’язаних з одним несучим елементом, з пластинами або крайками вікон у дисках іншого несучого елемента при переміщенні несучих елементів один щодо одного.

4. Двигун за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що зовнішні поверхні кілець несучих елементів виконано по твірній у вигляді дуги кола з діаметром, який дорівнює діаметру внутрішньої поверхні робочого циліндра, а кільця установлено в обводовому пазу з утворенням їхніми зовнішніми поверхнями продовження внутрішньої поверхні циліндра.

5. Двигун за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що зовнішню поверхню кожного з поршнів виконано по твірній у вигляді кола з прямолінійною ділянкою, оберненою до обводового паза, причому ширина прямолінійної ділянки дорівнює ширині обводового паза, а зовнішні поверхні кілець виконано по твірних у вигляді прямолінійних відрізків.

6. Роторний двигун внутрішнього згоряння, що містить порожнистий тороїдальний робочий циліндр із водяною оболонкою, наскрізним неперервним обводовим пазом зі стінками, симетрично розташованими відносно центральної площини циліндра по його поверхні найменшого діаметра, форсункою або свічкою запалювання, дугоподібними протяжними впускним і випускним отворами в стінці для впуску повітря або паливно-повітряної суміші та випуску газів згоряння, кільцевий корпус з бічними стінками, симетричний відносно центральної осі циліндра, чотири поршні, що установлені в робочому циліндрі з можливістю переміщення уздовж його внутрішньої поверхні, виконані за формою цієї поверхні та обладнані поблизу своїх торців компресійними і маслознімними кільцями, вихідний вал, установлений з можливістю обертання в бічних стінках корпусу по центральній осі робочого циліндра, маховик, закріплений на вихідному валу або виконаний за одне ціле з ним, два несучі елементи, розміщені симетрично відносно центральної площини циліндра, кожний з яких включає радіально розташовані кільце та С-подібну стінку, яку установлено з можливістю обертання навколо осі вихідного вала, два поршні закріплено діаметрально протилежно на одному кільці, а два - на іншому з утворенням міжпоршневих камер між поршнями, закріпленими на різних несучих елементах, при цьому форма і розміри кілець вибрані, виходячи з умови їхнього установлення в обводовому пазу з можливістю щільного контакту зовнішніх поверхонь кілець з компресійними і маслознімними кільцями поршнів і ущільнення зазорів між торцями кілець, а також між іншими їхніми торцями і стінками обводового паза, передаточний механізм, що включає два зубчасті колеса у вигляді шестерень зовнішнього зачеплення, закріплених на бічних стінках корпусу і виконаних з осьовими отворами для пропуску вихідного вала, чотири сателіти, зв’язані з маховиком, два з яких знаходяться в зачепленні з одним із зубчастих коліс і зв’язані з одним із несучих елементів, а два – знаходяться в зачепленні з іншим зубчастим колесом і зв’язані з іншим несучим елементом, причому вісь обертання кожного сателіта, зв’язаного з одним несучим елементом, розташовано між осями обертання сателітів, зв’язаних з іншим несучим елементом, ексцентрики, що зв’язують сателіти з маховиком і несучими елементами, з корінними шийками, закріпленими в отворах маховика, паралельних його осі, і чотирма шатунними шийками, зв’язаними з несучими елементами, причому відношення діаметра сателітів до діаметра зубчастих коліс дорівнює 1:2, площини, що проходять через осі корінної і шатунної шийок кожної пари сусідніх ексцентриків, перетинаються під кутом 90°, а відстань між шатунними шийками в зонах верхньої та нижньої мертвих точок мінімальна, який відрізняється тим, що передаточний механізм обладнано чотирма ексцентриками, корінні шийки яких установлено в чотирьох отворах маховика, осі яких розташовано з рівномірним кроком по обводу, та закріплено в осьових отворах сателітів або виконано за одне ціле з ними, а шатунні шийки зв’язано з несучими елементами шатунами, кожний з яких установлено кінцями з можливістю обертання на шатунній шийці і навколо осі, розміщеної в стінці одного з несучих елементів, причому маховик розташовано по центральній площині циліндра, кожне зубчасте колесо виконано із втулкою, закріпленою на бічній стінці корпусу, а несучі елементи установлено з можливістю обертання на втулках зубчастих коліс між цими колесами та бічними стінками корпусу.

7. Двигун за п. 6, який відрізняється тим, що зовнішні поверхні кілець несучих елементів виконано по твірній у вигляді дуги кола з діаметром, який дорівнює діаметру внутрішньої поверхні робочого циліндра, а кільця установлено в обводовому пазу з утворенням їхніми зовнішніми поверхнями продовження внутрішньої поверхні циліндра.

8. Двигун за п. 6, який відрізняється тим, що зовнішню поверхню кожного з поршнів виконано по твірній у вигляді кола з прямолінійною ділянкою, оберненою до обводового паза, причому ширина прямолінійної ділянки дорівнює ширині обводового паза, а зовнішні поверхні кілець виконано по твірних у вигляді прямолінійних відрізків.

Текст

1. Роторний двигун внутрішнього згоряння, що містить порожнистий тороїдальний робочий циліндр із водяною оболонкою, наскрізним неперервним обводовим пазом зі стінками, симетрично розташованими відносно центральної площини циліндра по його поверхні найменшого діаметра, форсункою або свічкою запалювання, дугоподібними протяжними впускним і випускним отворами в стінці для впуску повітря або паливноповітряної суміші та випуску газів згоряння, кільцевий корпус з бічними стінками, симетричний відносно центральної осі циліндра, чотири поршні, що установлені в робочому циліндрі з можливістю переміщення уздовж його внутрішньої поверхні, виконані за формою цієї поверхні та обладнані поблизу своїх торців компресійними і маслознімними кільцями, вихідний вал, установлений з можливістю обертання в бічних стінках корпусу по центральній осі робочого циліндра, маховик, закріплений на вихідному валу або виконаний за одне ціле з ним, два несучі елементи, розміщені симетрично відносно центральної площини циліндра, кожний з яких включає радіально розташовані кільце та Сподібну стінку, яку установлено з можливістю обертання навколо осі вихідного вала, два поршні закріплено діаметрально протилежно на одному кільці, а два - на іншому з утворенням міжпоршневих камер між поршнями, закріпленими на різних несучих елементах, при цьому форма і розміри кілець вибрані, виходячи з умови їхнього установлення в обводовому пазу з можливістю щільного контакту зовнішніх поверхонь кілець з компресійними і маслознімними кільцями поршнів і ущільнення зазорів між торцями кілець, а також між іншими їхніми торцями і стінками обводового паза, передаточний механізм, що включає два 2 (19) 1 3 установлено в отворах одного кільця, а сателітів, що знаходяться в зачепленні з іншим зубчастим колесом, - в отворах іншого кільця. 3. Двигун за п. 1, який відрізняється тим, що кожне з радіально розташованих кілець розміщено між однією з бічних стінок корпусу та сателітами і з’єднано з одним із дисків чотирма дуговими пластинами, пропущеними між чотирьох місць зачеплення зубчастих коліс і сателітів, кожний із сателітів складено з двох спарених шестерень, закріплених на його корінній шийці з обох боків пари несучих елементів і жорстко з’єднаних між собою корінною і шатунною шийками, причому корінну шийку кожного із сателітів установлено в співвісних отворах обох кілець маховика, одна зі спарених шестерень знаходиться в зачепленні з одним із зубчастих коліс, а інша - з іншим, шатун, що зв’язує кожний із сателітів з несучим елементом, розташовано у проміжку між спареними шестернями сателіта і складено з двох паралельних пластин, жорстко з’єднаних між собою з утворенням проміжку між ними, в якому розташовано стінку несучого сателіта, зв’язану з цим сателітом, при цьому стінки несучих елементів виконано у вигляді пластин чи дисків, що з’єднують пари поршнів, причому у кожному диску виконано чотири вікна, а розміщення і розміри пластин або вікон у дисках вибрано за умови відсутності контактів корінних і шатунних шийок сателітів, зв’язаних з одним несучим елементом, з пластинами або крайками вікон у дисках іншого несучого елемента при переміщенні несучих елементів один щодо одного. 4. Двигун за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що зовнішні поверхні кілець несучих елементів виконано по твірній у вигляді дуги кола з діаметром, який дорівнює діаметру внутрішньої поверхні робочого циліндра, а кільця установлено в обводовому пазу з утворенням їхніми зовнішніми поверхнями продовження внутрішньої поверхні циліндра. 5. Двигун за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що зовнішню поверхню кожного з поршнів виконано по твірній у вигляді кола з прямолінійною ділянкою, оберненою до обводового паза, причому ширина прямолінійної ділянки дорівнює ширині обводового паза, а зовнішні поверхні кілець виконано по твірних у вигляді прямолінійних відрізків. 6. Роторний двигун внутрішнього згоряння, що містить порожнистий тороїдальний робочий циліндр із водяною оболонкою, наскрізним неперервним обводовим пазом зі стінками, симетрично розташованими відносно центральної площини циліндра по його поверхні найменшого діаметра, форсункою або свічкою запалювання, дугоподібними протяжними впускним і випускним отворами в стінці для впуску повітря або паливноповітряної суміші та випуску газів згоряння, кільцевий корпус з бічними стінками, симетричний відносно центральної осі циліндра, чотири поршні, що установлені в робочому циліндрі з можливістю переміщення уздовж його внутрішньої поверхні, виконані за формою цієї поверхні та обладнані поблизу своїх торців компресійними і 80815 4 маслознімними кільцями, вихідний вал, установлений з можливістю обертання в бічних стінках корпусу по центральній осі робочого циліндра, маховик, закріплений на вихідному валу або виконаний за одне ціле з ним, два несучі елементи, розміщені симетрично відносно центральної площини циліндра, кожний з яких включає радіально розташовані кільце та Сподібну стінку, яку установлено з можливістю обертання навколо осі вихідного вала, два поршні закріплено діаметрально протилежно на одному кільці, а два - на іншому з утворенням міжпоршневих камер між поршнями, закріпленими на різних несучих елементах, при цьому форма і розміри кілець вибрані, виходячи з умови їхнього установлення в обводовому пазу з можливістю щільного контакту зовнішніх поверхонь кілець з компресійними і маслознімними кільцями поршнів і ущільнення зазорів між торцями кілець, а також між іншими їхніми торцями і стінками обводового паза, передаточний механізм, що включає два зубчасті колеса у вигляді шестерень зовнішнього зачеплення, закріплених на бічних стінках корпусу і виконаних з осьовими отворами для пропуску вихідного вала, чотири сателіти, зв’язані з маховиком, два з яких знаходяться в зачепленні з одним із зубчастих коліс і зв’язані з одним із несучих елементів, а два – знаходяться в зачепленні з іншим зубчастим колесом і зв’язані з іншим несучим елементом, причому вісь обертання кожного сателіта, зв’язаного з одним несучим елементом, розташовано між осями обертання сателітів, зв’язаних з іншим несучим елементом, ексцентрики, що зв’язують сателіти з маховиком і несучими елементами, з корінними шийками, закріпленими в отворах маховика, паралельних його осі, і чотирма шатунними шийками, зв’язаними з несучими елементами, причому відношення діаметра сателітів до діаметра зубчастих коліс дорівнює 1:2, площини, що проходять через осі корінної і шатунної шийок кожної пари сусідніх ексцентриків, перетинаються під кутом 90°, а відстань між шатунними шийками в зонах верхньої та нижньої мертвих точок мінімальна, який відрізняється тим, що передаточний механізм обладнано чотирма ексцентриками, корінні шийки яких установлено в чотирьох отворах маховика, осі яких розташовано з рівномірним кроком по обводу, та закріплено в осьових отворах сателітів або виконано за одне ціле з ними, а шатунні шийки зв’язано з несучими елементами шатунами, кожний з яких установлено кінцями з можливістю обертання на шатунній шийці і навколо осі, розміщеної в стінці одного з несучих елементів, причому маховик розташовано по центральній площині циліндра, кожне зубчасте колесо виконано із втулкою, закріпленою на бічній стінці корпусу, а несучі елементи установлено з можливістю обертання на втулках зубчастих коліс між цими колесами та бічними стінками корпусу. 7. Двигун за п. 6, який відрізняється тим, що зовнішні поверхні кілець несучих елементів виконано по твірній у вигляді дуги кола з діаметром, який дорівнює діаметру внутрішньої поверхні робочого циліндра, а кільця установлено 5 80815 6 в обводовому пазу з утворенням їхніми зовнішніми поверхнями продовження внутрішньої поверхні циліндра. 8. Двигун за п. 6, який відрізняється тим, що зовнішню поверхню кожного з поршнів виконано по твірній у вигляді кола з прямолінійною ділянкою, оберненою до обводового паза, причому ширина прямолінійної ділянки дорівнює ширині обводового паза, а зовнішні поверхні кілець виконано по твірних у вигляді прямолінійних відрізків. Винахід належить до роторних двигунів внутрішнього згоряння об'ємного витиснення і може бути використаний у транспортних засобах, спортивних автомобілях, а також в енергетичних установках. Відомо поршневі двигуни внутрішнього згоряння з поршнями, що переміщуються в циліндрах зворотно-поступально, і колінчастим вихідним валом. Найближчим до двигуна, що пропонується, по сукупності ознак і результату, який досягається, є роторний двигун внутрішнього згоряння, що містить порожнистий тороїдальний робочий циліндр з водяною оболонкою, наскрізним неперервним обводовим пазом зі стінками, симетрично розташованими відносно центральної площини циліндра по його поверхні найменшого діаметра, форсункою або свічкою запалювання, дугоподібними протяжними впускним і випускним отворами у стінці для впуску повітря або паливноповітряної суміші та випуску газів згоряння, кільцевий корпус, симетричний відносно центральної осі циліндра, з бічними стінками, чотири поршні, що установлені в робочому циліндрі з можливістю переміщення уздовж його внутрішньої поверхні, виконані за формою цієї поверхні та обладнані поблизу своїх торців компресійними і маслознімними кільцями, вихідний вал, установлений з можливістю обертання в бічних стінках корпусу по центральній осі робочого циліндра та обладнаний маховиком, розташованим симетрично відносно центральної площини циліндра, два несучі елементи, розташовані по обох боках маховика, кожний з яких включає кільце та С-подібну стінку, що розташовані радіально, С-подібну стінку виконано у вигляді диска з двома радіальними діаметрально протилежними пазами і установлено на вихідному валу з можливістю обертання навколо нього, два поршні закріплено діаметрально протилежно на одному кільці, а два - на другому з утворенням міжпоршневих камер між поршнями, закріпленими на різних несучих елементах, при цьому форма та розміри кілець вибрано, виходячи з умови Їхнього установлення в обводовому пазу з можливістю щільного контакту зовнішніх поверхонь кілець з компресійними та маслознімними кільцями поршнів і ущільнення зазорів між торцями кілець, а також між іншими Їхніми торцями і стінками обводового паза, передаточний механізм, що зв'язує несучі елементи з вихідним валом та включає два зубчасті колеса у вигляді шестерень зовнішнього зачеплення, що закріплено на бічних стінках корпусу, чотири сателіти, що зв'язані з маховиком, два з яких знаходяться в зачепленні з одним із зубчастих коліс і зв'язані з одним з несучих елементів, а два - знаходяться в зачепленні з іншим зубчастим колесом і зв'язані з іншим несучим елементом, причому вісь обертання кожного сателіта, зв'язаного з одним несучим елементом, розташовано між осями обертання сателітів, зв'язаних з іншим несучим елементом, а - також два ексцентрики з двома корінними шийками, установленими з можливістю обертання в отворах маховика, паралельних його осі та розташованих діаметрально протилежно на тому ж самому колі, та з чотирма шатунними шийками, ексцентрично розташованими на кінцях корінних шийок, кожну з яких пропущено через один з радіальних пазів у стінці одного з несучих елементів і в отвір одного з сателітів. При цьому відношення діаметра сателітів до діаметра зубчастих коліс дорівнює 1:2, площини, що проходять через осі корінної та шатунної шийок кожної пари сусідніх ексцентриков перетинаються під кутом 90°, а відстань між шатунними шийками в зонах верхньої і нижньої мертвих точок мінімальна [Патент США № 4026249, МІЖ F02B 53/00, 1977]. Усі поршні в роторному двигуні обертаються в одному напрямку, при цьому сусідні поршні зближуються або розходяться між собою, забезпечуючи зменшення або збільшення об'ємів міжпоршневих камер і, тим самим, забезпечуючи в процесі обертання кожної з міжпорщневих камер можливість здійснення послідовних тактів: впуску в камеру повітря і палива або паливно-повітряної суміші, стиску паливно-повітряної суміші, її запалення з розширенням газів згоряння та Їхнього випуску з камери. Роторний двигун має такі переваги у порівнянні зі звичайним поршневим двигуном. Поперше, у ньому всі поршні розміщено в одному циліндрі, тобто розташовано в обводовому напрямку, а не в поздовжньому, що дозволяє зменшити поздовжні габарити двигуна, а по-друге, поршні переміщуються в обводовому напрямку, а не в радіальному, що дозволяє значно зменшити радіальні габарити двигуна, у результаті чого роторний двигун є значно компактнішим, ніж поршневий. Крім того, розміщення поршнів в одному циліндрі та їхнє обертання в обводовому напрямку обумовлюють меншу матеріаломісткість двигуна. Поряд з цим, перетворення обертання поршнів у обертання вихідного вала здійснюється не через масивний колінчастий вал, а з використанням чотирьох ексцентриків, що також знижує матеріаломісткість двигуна. Основна ж перевага роторного двигуна полягає в тому, що його поршні переміщуються не зворотно 7 поступально, а постійно в одному напрямку, хоча і з перемінними швидкостями, що обумовлює значно менші витрати енергії на подолання інерції поршнів при зміні знака Їхнього прискорення на протилежний, ніж при зміні самого напрямку руху, та, як наслідок, збільшує питому потужність двигуна і його ККД. У роторному двигуні подача в циліндр повітря або паливно-повітряної суміші та випуск газів згоряння здійснюються перекриттям і відкриттям впускного та випускного вікон поршнями в процесі їхнього переміщення в циліндрі, що виключає необхідність у складному багатоелементному розподільному механізмі кулачковим валиком, зв'язаним з колінчастим валом, штовхачами, коромислами та клапанами, що спрощує конструкцію двигуна і підвищує надійність його роботи, а також виключає витрати енергії на привід розподільного механізму. Проте у двигуні-прототипі зв'язки між маховиком, несучими елементами та сателітами здійснюються через кінематичні пари шатунні шийки - радіальні пази, що працюють з тертям ковзання, причому при значних контактних навантаженнях, що обумовлює значні сили тертя в цих парах і призводить до значного стирання стінок радіальних пазів і шатунних шийок та, як наслідок, до збільшення зазорів між ними, у результаті чого з'являються ударні навантаження, що порушують роботу двигуна. Поряд з цим, у сателітах відсутні осьові опори, оскільки вони зв'язані з маховиком шатунними шийками, розташованими в сателітах ексцентрично відносно осей їхнього обертання, тому шатунні шийки зі значними зусиллями притискують сателіти до зубчастих коліс при поворотах шатунних шийок убік останніх і віджимають шийки від зубчастих коліс при поворотах шийок у зворотному напрямку, що створює значні радіальні навантаження на сателіти і зубчасті колеса, а також обумовлює знакозмінні згинальні напруження в шатунних шийках та, як наслідок, знакозмінні навантаження на всі елементи передаточного механізму. Підвищені навантаження в зачепленнях сателітів і шестерень обумовлюють значні сили тертя в цих зачепленнях, що, поряд зі значними силами тертя в кінематичних парах шатунні шийки - радіальні пази, обумовлює значні втрати енергії, та, як наслідок, недостатньо високий ККД двигуна. Значні навантаження в зачепленнях, а також ударні навантаження в парах шатунні шийки — радіальні пази обумовлюють недостатні надійність двигуна і міжремонтний ресурс. Поряд з тим, жорсткі зв'язки між елементами передаточного механізму через два ексцентрика накладають обмеження на завдання характеру зміни швидкості взаємного переміщення несучих елементів, а також додатково збільшують навантаження на елементи передаточного механізму. Виходячи з вищевикладеного, в основу винаходу поставлено задачу удосконалення роторного двигуна внутрішнього згоряння шляхом забезпечення обертальних зв'язків кожного з сателітів з маховиком і несучим елементом із включенням у передаточний механізм осьових опор для сателітів, що дозволить виключити 80815 8 ударні навантаження на елементи передаточного механізму, знизити навантаження на них та витрати потужності на подолання в них тертя, а також забезпечити більш гнучкі зв'язки між ними та, як наслідок, підвищити ККД двигуна, його надійність і міжремонтний ресурс при одночасному зменшенні розмірів і маси елементів передаточного механізму, а також розширити можливості завдання характеру зміни швидкості взаємного переміщення несучих елементів. Поставлену задачу вирішують тим, що у роторному двигуні внутрішнього згоряння, який містить порожнистий тороїдальний робочий циліндр із водяною оболонкою, наскрізним неперервним обводовим пазом зі стінками, симетрично розташованими відносно центральної площини циліндра по його поверхні найменшого діаметра, форсункою або свічкою запалювання, дугоподібними протяжними впускним і випускним отворами в стінці для впуску повітря або паливноповітряної суміші і випуску газів згоряння, кільцевий корпус з бічними стінками, симетричний відносно центральної осі циліндра, чотири поршні, що установлені в робочому циліндрі з можливістю переміщення уздовж його внутрішньої поверхні, виконані за формою цієї поверхні та обладнані поблизу своїх торців компресійними і маслознімними кільцями, вихідний вал, установлений з можливістю обертання в бічних стінках корпусу по центральній осі робочого циліндра, маховик, закріплений на вихідному валу або виконаний за одне ціле з ним, два несучі елементи, розміщені симетрично відносно центральної площини циліндра, кожний з яких включає радіально розташовані кільце та Сподібну стінку, яку установлене з можливістю обертання навколо осі вихідного вала, два поршні закріплено діаметрально протилежно на одному кілбьці, а два - на іншому з утворенням міжпоршневих камер між поршнями, закріпленими на різних несучих елементах, при цьому форма і розміри кілець вибрані, виходячи з умови Їхнього установлення в обводовому пазу з можливістю щільного контакту зовнішніх поверхонь кілець з компресійними і маслознімними кільцями поршнів і ущільнення зазорів між торцями кілець, а також між іншими Їхніми торцями і стінками обводового паза, передаточний механізм, що включає два зубчасті колеса у вигляді шестерень зовнішнього зачеплення, закріплених на бічних стінках корпусу і виконаних з осьовими отворами для пропуску вихідного вала, чотири сателіти, зв'язані з маховиком, два з яких знаходяться в зачепленні з одним із зубчастих коліс і зв'язані з одним із несучих елементів, а два - знаходяться в зачепленні з іншим зубчастим колесом і зв'язані з іншим несучим елементом, причому вісь обертання кожного сателіта, зв'язаного з одним несучим елементом, розташовано між осями обертання сателітів, зв'язаних з іншим несучим елементом, ексцентрики, що зв'язують сателіти з маховиком і несучими елементами, з корінними шийками, закріпленими в отворах маховика, паралельних його осі, і чотирма шатунними шийками, зв'язаними з несучими елементами, 9 причому відношення діаметра сателітів до діаметра зубчастих коліс дорівнює 1:2, площини, що проходять через осі корінної і шатунної шийок кожної пари сусідніх ексцентриків, перетинаються під кутом 90°, а відстань між шатунними шийками в зонах верхньої та нижньої мертвих точок мінімальна, згідно з винаходом, передаточний механізм обладнано чотирма ексцентриками, корінні шийки яких установлено в чотирьох отворах маховика, осі яких розташовано з рівномірним кроком по обводу, та закріплено в осьових отворах сателітів або виконано за одне ціле з ними, а шатунні шийки зв'язано з несучими елементами шатунами, кожний з яких установлено кінцями з можливістю обертання на шатунній шийці і навколо осі, розміщеної в стінці одного з несучих елементів. Наявність у передаточному механізмі не двох, а чотирьох ексцентриків, установлених своїми корінними шийками в чотирьох отворах у маховику і не з'єднаних один з одним жорстким зв'язком, а також зв'язки шатунних шийок з несучими елементами через шатуни виключають пари радіальний паз — шатунна шийка, що працюють з тертям ковзання при високих контактних навантаженнях, роблять усі зв'язки між несучими елементами і маховиком обертальними і більш вільними, що знижує витрати енергії на подолання тертя між елементами передаточного механізму і розширює можливості завдання характеру зміни швидкості взаємного переміщення несучих елементів з поршнями. Поряд з цим, зазначені обертальні зв'язки виключають стирання в тертьових парах і обумовлену ним появи ударних навантажень у передаточному механізмі. Закріплення корінних шийок у сателітах по осях Їхнього обертання знижує навантаження та, як наслідок, тертя в зубчастих зачепленнях, а також виключає будь-які значні знакозмінні напруження в елементах передаточного механізму. Усе це дозволяє знизити витрати на подолання тертя між елементами передаточного механізму, знизити навантаження на них та, як наслідок, підвищити ККД двигуна, його надійність і міжремонтний ресурс, а також зменшити розміри і масу елементів передаточного механізму. При цьому несучі елементи може бути розташовано по обидва боки центральної площини циліндра із зазором між Їхніми стінками, маховик складено з двох дисків, розміщених радіально, кожний з яких розташовано між одним із зубчастих коліс і одним із несучих елементів, і двох радіально розміщених кілець, кожне з яких розташовано між однією з бічних стінок корпуса та однією з пар сателітів і з'єднано з одним із дисків двома дуговими пластинами, пропущеними між місцями зачеплення зубчастих коліс і сателітів, причому корінні шийки сателітів, що знаходяться в зачепленні з одним зубчастим колесом, установлено в отворах одного кільця, а сателітів, що знаходяться в зачепленні з іншим зубчастим колесом, - в отворах іншого кільця. Це обумовлює малу осьову довжину несучих елементів через те, що їхні стінки розміщено на незначній відстані одна від одної в осьовому 80815 10 напряму, проте, поряд з тим, також і складність конструкції маховика, збільшення кількості деталей, ускладнення технології збирання двигуна. У найбільш доцільній формі виконання двигуна несучі елементи розташовано по обидва боки центральної площини циліндра із зазором між Їхніми стінками, маховик складено з двох дисків, розташованих радіально, і двох кілець, розташованих радіально, причому кожний з дисків розміщено між одним із зубчастих коліс і одним із несучих елементів, а кожне з кілець - між однією з бічних стінок корпусу та сателітами і з'єднано з одним із дисків чотирма дуговими пластинами, пропущеними між чотирьох місць зачеплення зубчастих коліс і сателітів, кожний із сателітів складено з двох спарених шестерень, закріплених на його корінній шийці з обох боків пари несучих елементів і жорстко з'єднаних між собою корінною і шатунною шийками, причому корінну шийку кожного із сателітів установлено в співвісних отворах обох кілець маховика, одна зі спарених шестерень знаходиться в зачепленні з одним із зубчастих коліс, а інша — з іншим, шатун, що зв'язує кожний із сателітів з несучим елементом, розташовано у проміжку між спареними шестернями сателіта і складено з двох паралельних пластин, жорстко з'єднаних між собою з утворенням проміжку між ними, в якому розташовано стінку несучого сателіту, зв'язану з цим сателітом, при цьому стінки несучих елементів виконано у вигляді пластин чи дисків, що з'єднують пари поршнів, у кожному диску виконано чотири вікна, а розміщення і розміри пластин або вікон у дисках вибрано за умовою відсутності контактів корінних і шатунних шийок сателітів, зв'язаних з одним несучим елементом, з пластинами або крайками вікон у дисках іншого несучого елемента при переміщенні несучих елементів один щодо одного. Перевага такої форми виконання двигуна полягає в тому, що навантаження на зуби сателітів і зубчастих коліс з боку несучих елементів розподіляються нарівно між спареними шестернями, що вдвічі зменшує навантаження в зачепленнях сателітів із зубчастими колесами та, як наслідок, дозволяє значно зменшити розміри сателітів і зубчастих коліс і, тим самим, зменшити радіальні розміри передаточного механізму. Крім того, виконання сателітів спареними з розміщенням їхніх шестерень симетрично відносно центральної площини циліндра забезпечує симетричне розташування мас елементів передаточного механізму по обидві боки цієї площини як по осьовій, так і по радіальних координатах та, як наслідок, значно спрощує статичне і динамічне балансування двигуна і скорочує витрати часу і засобів на її проведення. Проте це дещо ускладнює конструкцію передаточного механізму і збирання двигуна. Альтернативно маховик може бути розташовано по центральній площині циліндра, кожне зубчасте колесо виконано із втулкою, закріпленою на бічній стінці корпусу, а несучі 11 елементи установлено з можливістю обертання на втулках зубчастих коліс між цими колесами та бічними стінками корпуса. Це обумовлює значну осьову довжину несучих елементів та їх установлення не на вихідному валу, а на втулках зубчастих коліс, але, поряд з цим, спрощує конструкцію маховика та його зв'язки із сателітами та, як наслідок, спрощує технологію збирання двигуна. Для забезпечення безперешкодного переміщення поршнів у циліндрі та ущільнення між поршневих камер з боку торців поршнів зовнішні поверхні кілець несучих елементів може бути виконано по твірній у вигляді дуги кола з діаметром, який дорівнює діаметру внутрішньої поверхні робочого циліндра, а кільця установлено в обводовому пазу з утворенням їхніми зовнішніми поверхнями продовження внутрішньої поверхні циліндра. Це обумовлює складність форми зовнішніх поверхонь кілець, що вимагає високої точності їхньої обробки і припасування цих поверхонь до внутрішньої поверхні циліндра при установленні кілець в обводовому пазу. Альтернативно зовнішню поверхню кожного з поршнів може бути виконано по твірній у вигляді кола з прямолінійною ділянкою, зверненою до обводового паза, причому ширина прямолінійної ділянки дорівнює ширині обводового паза, а зовнішні поверхні кілець виконано по твірним у вигляді прямолінійних відрізків. Таке рішення спрощує форму кілець та, як наслідок, обробку їхніх зовнішніх поверхонь, проте ускладнює форму поршнів, а також форму компресійних і маслознімних кілець. Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг.1 зображено двигун у розрізі по осі вихідного вала; на фіг.2-розріз І-І фіг.1; на фіг.3місце ІІ на фіг.1 у збільшеному масштабі; на фіг.4місце IІ ;на фіг.1 у збільшеному масштабі, де зовнішні поверхні кілець несучих елементів виконано по прямолінійних твірних; на фіг.5-8кінематичні схеми двигуна з чотирма різними положеннями його елементів за один оберт вихідного вала; на фіг.9-схема двигуна з розміщенням маховика по центральній площині робочого циліндра, а несучих елементів - між бічними стінками і зубчастими колесами; на фіг.10двигун, у якому сателіти виконано у вигляді спарених шестерень, в аксонометрії; на фіг.11 схема збирання двигуна, зображеного на фіг.10. Роторний двигун внутрішнього згоряння містить (фіг.1 і 2) порожнистий тороїдальний робочий циліндр 1 із наскрізним неперервним обводовим пазом 2 зі стінками, симетрично розташованими відносно центральної площини 3 циліндра 1 по його поверхні найменшого діаметра, чотири поршні 4, 5, 6 і 7, що установлено в робочому циліндрі з можливістю переміщення вздовж його внутрішньої поверхні, за формою цієї поверхні та обладнано поблизу своїх торців компресійними та маслознімними кільцями 8, симетричний відносно центральної осі 9 робочого циліндра 1 кільцевий корпус 10 з бічними стінками 11 і 12, вихідний вал 13 з маховиком 14, 80815 12 установленим симетрично відносно лінії 15 та з можливістю обертання навколо центральної осі 9 робочого циліндра 1 у бічних стінках 11 і 12, два несучі елементи 16 і 17 з кільцями 18 і 19, і стінками 20 і 21, передаточний механізм, що включає два зубчасті колеса у вигляді шестерень 22 і 23 зовнішнього зачеплення, закріплених у корпусі 1 симетрично центральній площині 3 циліндра 1, чотири сателіти 24, 25,26 і 27, зв'язаних з маховиком 14, а також чотири ексцентрики 28, 29, 30 і 31 з корінними шийками 32, 33, 34 і 35, і шатунними шийками 36, 37, 38 і 39. Для карбюраторного двигуна у стінці циліндра 1 установлено свічку запалювання 40 і виконано дугоподібні протяжні впускний 41 і випускний 42 отвори для впуску в циліндр 1 паливно-повітряної суміші і випуску з нього газів згоряння відповідно. Для дизельного двигуна замість свічі запалювання встановлено паливну форсунку, а отвір 41 служить для впуску в циліндр 1 повітря. Стінки 20 і 21 несучих елементів 16 і 17 виконано у вигляді пластин, що з'єднують пари поршнів 4, 6 і 5, 7. Проте для збільшення міцності стінок 20 і 21 при мінімальній їхній товщині вони можуть бути виконані у вигляді дисків, у яких можуть бути виконані вікна для зменшення маси дисків і полегшення доступу до елементів двигуна при технічному обслуговуванні. Несучі елементи 16 і 17 виконано С-подібними в радіальних перетинах і встановлено на вихідному валу 13 з можливістю обертання відносно нього і симетрично відносно центральної площини 3 циліндра 1 із зазором між їхніми стінками 20 і 21, що з'єднані з кільцями 18 і 19 по своїх відкритих торцях. Зовнішні поверхні 42 і 43 кілець 18 і 19 несучих елементів 16 і 17 виконано по твірних у вигляді дуг кола з діаметром, що дорівнює діаметру внутрішньої поверхні робочого циліндра 1, а радіальні розміри кілець 18 і 19, тобто відстані їхніх зовнішніх поверхонь 42 і 43 від центральної осі 9 циліндра 1, вибрано такими, щоб при установленні кілець 18 і 19 в обводовому пазу 2 їхні зовнішні поверхні 42 і 43 утворили в пазу 2 продовження внутрішньої поверхні циліндра 1, що забезпечує щільний контакт поверхонь 42 і 43 з компресійними і маслознімними кільцями 8 поршнів 4-7 та, як наслідок, ущільнення мідпоршневих камер і безперешкодне переміщення поршнів 4-7 у циліндрі 1. Проте складна форма зовнішніх поверхонь 42 і 43 кілець 18 і 19 вимагає високої точності Їхньої обробки і припасування цих поверхонь до внутрішньої поверхні циліндра 1 при установленні 18,19 в обводовому пазу 2. Для усунення зазначених недоліків поверхню кожного з поршнів 4-7 може бути виконано (фіг.4) по твірній у вигляді кола зі зверненою до обводового паза 2 прямолінійною ділянкою 44, ширина якої дорівнює ширині обводового паза 2, а зовнішні поверхні 45, 46 кілець 18, 19 - по твірних у вигляді прямолінійних відрізків. Однак таке рішення обумовлює ускладнення форми поршнів 4-7. Торці кілець 18 і 19, а також стінок обводового паза 2 (фіг.3) виконано з круговими 13 концентричними канавками 47, які при установленні кілець 18 і 19 в обводовому пазу 2 утворюють лабіринтове ущільнення 48 між торцями кілець 18 і 19, а також лабіринтові ущільнення 49 і 50 між торцями кілець 18, 19 і стінками обводового паза 2. До лабіринтових ущільнень 49 і 50 підводиться мастило по кільцевих каналах 51 і 52, виконаних у корпусі 10, а також по декількох каналах 53 і 54, з'єднаних з каналами 51, 52 і відкритих убік ущільнень 49 і 50. До ущільнення 48 мастило підводитися з кільцевого зазору 55 між поршнями 4-7 і внутрішньою поверхнею циліндра 1. У зазор 55 мастило підводиться по радіальному каналу 56 у стінці 21 несучого елемента 17, в який мастило надходить по осьовому каналу у валу 13 (див. фіг.2). Під дією відцентрових сил від обертання несучих елементів 16, 17 мастило виходить з ущільнень 49, 50 у кільцевий зазор 55. Лабіринтові ущільнення 48, 49, 50 утворюють канали перемінного радіального перетину, що разом з мастиловою плівкою, яка утворюється в них, створює значний гідравлічний опір для газів згоряння. Замість лабіринтових ущільнень можуть бути використані кільцеві прокладки, закріплені на торцях кілець 18, 19, з жаростійкого матеріалу з малими коефіцієнтами теплового розширення і тертя. Поршні 4 і 6 (фіг.1,2) закріплено діаметрально протилежно на несучому елементі 16, а поршні 5 і 7 - на несучому елементі 17 з утворенням між поршнями 4,5,6,7 міжпоршневих камер 60,61,62 і 63 перемінного об'єму. Сателіти 24 і 26 знаходяться в зачепленні з шестірнею 22, а сателіти 25 і 27 - у зачепленні з шестернею 23. Маховик 14 (фіг.1, 5) складено з двох дисків 64 і 65, розміщених радіально, при цьому диск 64 розміщено між шестернею 22 і несучим елементом 16, а диск 65 - між шестернею 23 і несучим елементом 17, і двох кілець 66 і 67, розташованих радіально, при цьому кільце 66 розміщено між бічною стінкою 11 корпусу 1 і парою сателітів 24,26, а кільце 67 - між бічною стінкою 12 і парою сателітів 25, 27. Кільце 66 з'єднано з диском 64 двома дуговими пластинами 68, пропущеними між місцями зачеплення шестерні 22 із сателітами 24, 26, а кільце 67 з'єднано з диском 65 двома дуговими пластинами 68, пропущеними між місцями зачеплення шестерні 23 із сателітами 25, 27. Корінні шийки 32 і 34 встановлено з можливістю обертання в отворах кільця 66, а корінні шийки 33 і 35 - в отворах кільця 67. Осі отворів в обох кільцях розташовано з рівномірним обводовим кроком. Сателіти 24 і 26 закріплено на корінних шийках 32 і 34 ексцентриків 28 і 30, а їхні шатунні шийки 36 і 38 зв'язано зі стінкою 20 несучого елемента 16 шатунами 69 і 70, установленими кінцями з можливістю обертання на цих шатунних шийках і на осях 71 і 72, закріплених у стінці 20 несучого елемента 16. Сателіти 25 і 27 закріплено на корінних шийках 33 і 35 ексцентриків 29 і 31, а їхні шатунні шийки 37 і 39 зв'язано зі стінкою 21 несучого елемента 17 шатунами 73 і 74, установленими кінцями з 80815 14 можливістю обертання на цих шатунних шийках і на осях 75 і 76, закріплених на стінці 21 несучого елемента 17. Така схема двигуна обумовлює компактність пари несучих елементів 16, 17, оскільки ці елементи розташовано на незначній відстані один від одного в осьовому напрямку, але, поряд з цим, також і складність конструкції маховика 14, збільшення кількості деталей, ускладнення конструкції і технології збирання двигуна. Для забезпечення циклічності роботи елементів двигуна у функції кутів повороту маховика від верхньої мертвої точки встановлено наведені нижче параметри елементів. Відношення діаметра сателітів 24-27 до діаметра шестерень 22,23 дорівнює 1:2, тому за один оберт вихідного вала 13 і, тим самим, маховика 14, кожен сателіт здійснює два оберти навколо своєї осі. Площина 77, що проходить через осі корінної 32 та шатунної 36 шийок ексцентрика 28 сателіта 24, перетинається під кутом 90° із площиною 78, що проходить через осі корінної 34 та шатунної 38 шийок ексцентрика 30. Під таким самим кутом перетинаються площини, що проходять через осі корінної і шатунної шийок кожної пари сусідніх ексцентриків. Таке розміщення зазначених площин обумовлює розташування поздовжніх осей сусідніх ексцентриків (що є проекціями цих площин на площину, перпендикулярну осі вихідного вала) під кутом 90°. При проектуванні двигуна розрахунковим шляхом або на макеті двигуна задають обводові розміри поршнів 4-7 у залежності від вибраного ступеня стиску паливноповітряної суміші. При цьому в циліндрі намічають розташування верхньої і нижньої мертвих точок (МВТ і НМТ) у зоні максимального зближення сусідніх поршнів, тобто при мінімальній відстані між шатунними шийками сусідніх сателітів, і стосовно них визначають кутові координати свічки запалювання 40, а також кутові координати впускного 41 і випускного 42 вікон. Підбиранням довжини шатунів 69, 70, 73, 74 і місць розміщення осей їхнього обертання на стінках 20 і 21 несучих елементів 16 і 17 задають напрямки зусиль на шатунні шийки 35-39 сателітів 24-27 з боку несучих елементів 16 і 17 у функції кутів повороту вихідного вала, що визначає характер зміни пліч цих зусиль та, як наслідок, характер зміни обертальних моментів, що передаються на сателіти, у функції кутів повороту вихідного вала, що дозволяє задавати характер зміни швидкості взаємного переміщення несучих елементів та, як наслідок, оптимізувати параметри процесів, що відбуваються в міжпоршневих камерах. Систему охолодження двигуна виконано в такий самий спосіб, що і представлено в описі до [патенту США № 4026249] і не приведено в нашому описі. Систему змащення побудовано по принципах, відомих з рівня техніки, і лише частково представлено в нашому описі. Робочий циліндр 1 і корпус 10 виконано з двох половин 82 і 83 (фіг.1) з кільцевими фланцями 84 і 85, між якими встановлено кільцеву ущільнювальну прокладку 86. Фланці 84 і 85 з'єднано між собою болтовими з'єднаннями 87. 15 Прокладка 86 разом із лабіринтовими ущільненнями 48,49 і 50 забезпечує герметичність порожнини робочого циліндра 1. При збиранні двигуна в одну з половин 82, 83 установлюють поршні 4 і 6 з виконаним за одне ціле з ними несучим елементом 16, а в іншу поршні 5 і 7 з несучим елементом 17. У простір між бічними стінками 11 і 12 корпусу 10 уводять вихідний вал 13 з маховиком 14, а також елементи передаточного механізму, між фланцями 84 і 85 установлюють прокладку 86, з'єднують обидві половини робочого циліндра 1 таким чином, щоб поршні 4 і 6 розташовувалися між поршнями 5 і 7, а кільця 18 і 19 - в обводовому пазу 2, і скріплюють між собою половини 82 і 83 циліндра 1 болтовими з'єднаннями 87. Двигун працює таким чином. На фіг.5 зображено кінематичну схему двигуна в момент, коли після його розкручування від стартера поршні 5 і 6 знаходяться у зоні верхньої мертвої точки ВМТ, а міжпоршнева камера 61, що утворена між ними, з максимально стиснутою паливно-повітряною сумішшю знаходиться на початку зони запалення паливно-повітряної суміші та розширення газів згоряння. Поршень 7 цілком відкрив випускне вікно 42, і міжпоршнева камера 62 знаходиться наприкінці зони випуску газів згоряння. Поршень 4 починає відкривати впускне вікно 41, і міжпоршнева камера 63 знаходиться на початку зони впуску паливно-повітряної суміші. Міжпоршнева камера 60 знаходиться перед початком зони стиску паливно-повітряної суміші. Відстань між шатунними шийками 36 і 38 ексцентриків 28 і 30 сусідніх сателітів 24 і 26, а також шатунних шийок 37 і 39 ексцентриків 29 і 31 сателітів 25 і 27 мінімальна. У процесі роботи двигуна поздовжні осі ексцентриків сусідніх сателітів постійно займають такі положення, при яких їхні осі перетинаються під кутом 90°. На фіг.6 зображено кінематичну схему двигуна в момент, коли у мідпоршневій камері 61 закінчено процес розширення газів згоряння. Паливно-повітряна суміш у міжпоршневій камері 61 запалюється і гази згоряння, що розширюються, здійснюють однаковий за величиною та протилежний за напрямком тиск на поршні 5 і 6. При цьому поршень 6 разом з несучим елементом 16 повертається за годинною стрілкою. Шатун 70 повертає ексцентрик 30 за годинниковою стрілкою, у результаті чого сателіт 26, обертаючись навколо своєї осі, обкочується разом із корінною шийкою 34 за годинниковою стрілкою навколо шестерні 22, при цьому корінна шийка 34, діючи на стінку отвору в кільці 66 маховика 14, повертає останній за годинниковою стрілкою. Одночасно поршень 5 з несучим елементом 17 під дією тиску газів згоряння повертається проти годинникової стрілки. Шатун 73 повертає ексцентрик 29 разом із сателітом 25 за годинниковою стрілкою. Сателіт 25, подібно сателіту 24, обертаючись навколо своєї осі, обкочується разом з корінною шийкою 33 ексцентрика 29 навколо шестерні 23 за годинниковою стрілкою, причому корінна шийка 33 повертає маховик 14 також за годинниковою 80815 16 стрілкою. Таким чином, з боку поршнів 6 і 5 на маховик 14 передаються обертальні моменти, які спрямовано за годинниковою стрілкою, тобто сумарний обертальний момент. При цьому зусилля, що передаються шатуном 70 на ексцентрик 30, і шатуном 73 на ексцентрик 29, є рівними за величиною, проте плече зусилля на ексцентрик 30 більше, ніж плече зусилля на ексцентрик 29, тому момент на ексцентрику 30 є більшим, ніж момент на ексцентрику 29. У результаті цей момент, що передано на маховик 14 ексцентриком 30, є більшим, ніж момент, переданий ексцентриком 29. На несучий елемент 17 діє момент, що створюється тиском газів згоряння на поршень 5 і що спрямовано проти годинникової стрілки, а також момент із боку ексцентрика 29 і момент із боку маховика 14, що передано на нього корінною шийкою 34 ексцентрика 30, які спрямовано за годинниковою стрілкою. У результаті усього цього в процесі розширення газів згоряння в міжпоршневій камері 61 несучий елемент 16 з поршнем 6 значно випереджає несучий елемент 17 з поршнем 5, тому поршень 5 дуже повільно переміщується за годинниковою стрілкою слідом за поршнем 6. Одночасно несучий елемент 17 переміщує поршень 7 за годинниковою стрілкою на той самий кут, що і поршень 5. При цьому на несучий елемент 17 діє протилежний момент унаслідок того, що маховик 14 при своєму повороті переміщує корінну шийку 35 ексцентрика 31 за годинниковою стрілкою, причому ексцентрик 31, що обертається за годинниковою стрілкою навколо своєї осі разом із сателітом 27, штовхає через шатун 74 несучий елемент 17 проти годинникової стрілки, що є ще одним фактором, який сприяє значному відставанню поршня 5 від поршня 6. Поршень 6 переміщується за годинниковою стрілкою убік майже нерухомого поршня 7, за рахунок чого здійснюється виштовхування газів згоряння з міжпоршневої камери 62. Поршень 4 переміщується несучим елементом 16 разом з поршнем 6 на той самий кут, усе більше відкриваючи впускне вікно 41, за рахунок чого здійснюється подача паливноповітряної суміші в камеру 63, і одночасно наближаючись до майже нерухомого поршня 5, за рахунок чого здійснюється стиск паливноповітряної суміші в міжпоршневій камері 60. Далі поршень 5 займає місце поршня 6 (фіг.6), поршень 4 - місце поршня 5, поршень 7 - місце поршня 4, а поршень 6 - місце поршня 7, відповідно з чим змінюються позиції несучих елементів 16 і 17, а процеси, що відбувалися в міжпоршневих камерах і описано вище з послідовністю камер 61-62-63-60, повторюються з послідовністю камер 60-61-62-63, відповідно до чого поршні 5 і 7 випереджають у своєму русі поршні 6 і 4, а елементи передаточного механізму, що зв'язані з поршнями 5 і 7, повторюють рухи елементів, зв'язаних з поршнями 6 і 4. На фіг.7 і 8 зображено наступні позиції елементів двигуна, подібні до зображених на фіг.6 і 7. Таким чином, за один оберт вихідного вала 13 у кожній з міжпоршневих камер послідовно відбуваються 17 процеси усмоктування паливно-повітряної суміші, її стиску, запалення з розширенням газів згоряння та їхнього випуску, причому за один оберт вихідного вала 13 відбуваються чотири робочі такти у різних міжпоршневих камерах з передачею енергії руху поршнів вихідному валу 13. Таким чином, передача потужності здійснюється від поршнів 4-7 на вихідний вал 13 через несучі елементи 16, 17 та передаточний механізм, що містить тільки пари, що працюють з тертям кочення, тобто через шатуни 69, 70 і 73, 74, що повертаються своїми кінцями навколо осей 71, 72 і 75, 76 у несучих елементах 16, 17 і навколо шатунних шийок 36, 37 і 38, 39 ексцентриків 28, 30 і 31, 33, а також через ексцентрики 28, 30, 31, 33, корінні шийки 32-35 яких обертаються в отворах двох кілець 66, 67 маховика 14. У порівнянні з двигуном - прототипом це значно знижує тертя в елементах передаточного механізму і виключає їх підвищене зношення. Сателіти 24-27 мають осьові опори у вигляді корінних шийок 32-35, що виключає появу значних знакозмінних навантажень на елементи передаточного механізму. Зв'язки ексцентриків 2831 з несучими елементами через шатуни 69, 70, 73, 74 виключають необхідність у парах шатунні шийки - радіальні пази в несучих елементах, що працюють з тертям ковзання при високих контактних навантаженнях. Як видно з опису конструкції і роботи роторного двигуна, у порівнянні зі звичайним поршневим двигуном він має таку основну перевагу. У звичайному поршневому двигуні поршні переміщуються зворотно-поступально, що обумовлює значні витрати енергії на подолання інерції поршнів при змінах напрямків їхнього руху на протилежні. У двигуні, що заявляється, поршні 4-7 у процесі роботи переміщуються постійно в одному напрямку, хоча і з перемінними швидкостями, при цьому витрати енергії на подолання інерції поршнів при зміні знака прискорення їхнього руху на протилежний значно менші, ніж витрати енергії при зміні напряму руху поршнів на протилежне, тому ККД роторного двигуна значно більший, ніж ККД звичайного поршневого двигуна. Може бути використано іншу схему розташування елементів двигуна (фіг.9), у якій маховик 14 розміщено по центральній площині 3 циліндра, а несучі елементи - між зубчастими колесами 20, 21 і бічними стінками 11, 12 корпусу 1. На фіг.9 зображено частину цієї схеми, де наведено маховик 14, зубчасте колесо 22, один із сателітів 26 з корінною шийкою 34, установленою з можливістю обертання в одному з отворів у маховику 14, і шатунною шийкою 38, а також несучий елемент 16 із віссю 72, закріпленою у стінці 20, та шатун 70, кінці якого установлено з можливістю обертання на шатунній шийці 32 і осі 72. Несучі елементи 16 і 17 установлено з можливістю обертання на фланцевих втулках 90 зубчастих коліс 22 і 23, якими ці колеса закріплені на бічних стінках 11 і 12 корпусу 1. Двигун за такою схемою розміщення елементів працює так само, як і описаний вище. Він відрізняється від нього більш 80815 18 простою конструкцією і технологією виготовлення та збирання, проте несучі елементи 16 і 17 мають значну осьову довжину та ускладнюють доступ до елементів, які знаходяться між ними. У ще одній формі здійснення винаходу (фіг.10, 11) несучі елементи 16, 17 розташовано з обох боків центральної площини 3 циліндра 1 із зазором між їхніми стінками 20 і 21, що виконані у вигляді пластин, з'єднуючих пари поршнів 4-6 і 5-7. Кожний із сателітів складено з двох несучих елементів 16 і 17 спарених шестерень, розташованих по різні боки пари, закріплених на корінній шийці сателіта і жорстко зв'язаних між собою корінною і шатунною шийками, причому одна шестерня кожного із сателітів знаходиться у зачепленні із зубчастим колесом 22, а інша - із зубчастим колесом 23. Таким чином, сателіт 24 складено із двох спарених шестерень 102 і 103, закріплених на його корінній шийці 32 із проміжком між ними і жорстко зв'язаних один з одним корінною 32 і шатунною 36 шийками, при цьому шестерня 102 знаходиться у зачепленні з зубчастим колесом 22, а шестерня 103 — із зубчастим колесом 23. Точно таким самим чином сателіт 26 складено зі спарених шестерень 106 і 107, сателіт 25 - зі спарених шестерень 108 і 109, а сателіт 27 - зі спарених шестерень ПО і 111, причому шестерні 106, 108 і 109 знаходяться у зачепленні із зубчастим колесом 22, а шестерні 107, 109 і 111 - у зачепленні із зубчастим колесом 23. Маховик 14 складено із двох дисків 112 і 113, розміщених радіально, і двох кілець 114 і 115, розміщених радіально, при цьому диск 112 розміщено між зубчастим колесом 22 і стінкою 20 несучого елемента 16, а диск 113 - між зубчастим колесом 23 і стінкою 21 несучого елемента 17, кільце 114 - між бічною стінкою 11 корпусу 10 і шестернями 102, 106, 108, 110, а кільце 115 - між бічною стінкою 12 корпусу 10 і шестернями 103, 107, 109, 111. Кільце 114 зв'язане з диском 112 чотирма дуговими пластинами 116, пропущеними між чотирьох місць 117 зачеплення шестерень 102, 106, 108, 110 із зубчастим колесом 22. Точно таким чином кільце 115 з'єднано з диском 113 чотирма дуговими пластинами 118, пропущеними між чотирьох місць 119 зачеплення шестерень 103,107,109, 111 із зубчастим колесом 23. Кожну з корінних шийок 32-35 установлено з можливістю обертання в співвісних отворах кілець 114 і 115, причому осі отворів для всіх чотирьох корінних шийок розташовано з рівномірним обводовим кроком. Шатунні 36 і 38 шийки сателітів 24 і 26 зв'язано зі стінкою 20 несучого елемента 16 шатунами 120 і 121, а шатунні 37 і 39 шийки сателітів 25 і 27 зв'язано зі стінкою 21 несучого елемента 17 шатунами 122 і 123. Кожний із шатунів 120-123 розташовано між спареними шестернями відповідних сателітів, і він складається з двох паралельних пластин 124 і 125, жорстко з'єднаних між собою на одних кінцях віссю 126 з утворенням проміжку між ними, при цьому на протилежних кінцях цих пластин виконано співвісні отвори для шатунних шийок 3639. Шатуни 120 і 121 осями 126 установлено в отворах стінки 20 несучого елемента 16, а шатуни 19 122 і 123 — в отворах стінки несучого елемента 17. Через співвісні отвори на інших кінцях пластин 124, 125 шатунів 120-123 пропущено шатунні шийки 36-39. Таким чином шатуни 120-123 установлено одними своїми кінцями, тобто осями 126, з можливістю обертання в отворах стінок 20 і 21, а іншими - з можливістю обертання на шатунних шийках 37-39. При цьому стінки 20 і 21 розташовано між пластинами 124 і 125 шатунів 120-123. Розташування та розміри стінок 20 і 21, виконаних у вигляді пластин, несучих елементів 16 і 17 вибрано, виходячи з умови, щоб корінні 32, 34 та шатунні 36, 38 шийки сателітів 24 і 26, що зв'язані зі стінкою 20 несучого елемента 16, не контактували при своєму переміщенні зі стінкою 21 при переміщенні стінок 20 і 21 одна відносно одної, а корінні 33, 35 і шатунні шийки 37, 39 сателітів 25 і 27, що зв'язані зі стінкою 21 несучого елемента 17, не контактували при своєму переміщенні зі стінкою 20 несучого елемента 16. При виконанні стінок несучих елементів 16 і 17 у вигляді дисків кожний з них виконано з чотирма вікнами, розміщення і розміри яких також вибрано, виходячи з умови, щоб корінні і шатунні шийки сателітів, що зв'язані з диском одного несучого елемента, не контактували при своєму переміщенні з крайками вікон в іншому несучому елементі. У процесі роботи двигуна навантаження на зуби сателітів 24-27 і зубчасті колеса 22,23 з боку несучих елементів 16, 17 розподіляється нарівно між шестернями 102, 106, 108, 110 і шестернями 103, 107, 109, 111, спареними з ними, що вдвічі зменшує навантаження у зачепленнях сателітів 24-27 із зубчастими колісьми 22, 23 та, як наслідок, дозволяє значно зменшити розміри цих зубчастих елементів і тим самим зменшити радіальні розміри передаточного механізму. Крім того, виконання сателітів 24-27 спареними з розташуванням їх шестерень симетрично відносно центральної площини 3 циліндра 1 забезпечує симетричне розміщення мас елементів передаточного механізму з обох боків центральної площини З циліндра 1 як по осьовій, так і по радіальних координатах та, як наслідок, істотно спрощує статичне та динамічне балансування двигуна, а також скорочує витрати часу та засобів на його проведення. Проте це дещо ускладнює конструкцію передаточного механізму та збирання двигуна. В інших відношеннях двигун працює так само, як у формах його виконання, описаних раніше. 80815 20 21 80815 22 23 80815 24

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Rotary combustion engine (variants)

Автори англійською

Kovalenko Viacheslav Ivanovych

Назва патенту російською

Роторный двигатель внутреннего сгорания (варианты)

Автори російською

Коваленко Вячеслав Иванович

МПК / Мітки

МПК: F02B 53/00

Мітки: роторний, згоряння, внутрішнього, двигун, варіанти

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/12-80815-rotornijj-dvigun-vnutrishnogo-zgoryannya-varianti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Роторний двигун внутрішнього згоряння (варіанти)</a>

Подібні патенти