Роторно-поршнева машина ярошенка ед. вас.

1. Роторно-поршнева машина, переважно роторно-поршневий двигун внутрішнього згорання, щонайменше з однією секцією, яка містить корпус з свічею запалювання або з паливоуприскуючою форсункою, з бічною кришкою, впускним та випускним вікнами і з циліндричною порожниною, у якій знаходиться вихідний вал, зв'язаний з ротором, споряджений пальцями, циліндрами та поршнями, що створюють кінематичні пари "циліндр-поршень" і мають можливість обертового руху по різних траєкторіях у циліндричній порожнині та зворотнопоступального руху один відносно одного, а також робочі камери і їх ущільнення, установлені між корпусом та ротором і ще між циліндром та поршнем, при цьому одні з елементів, які створюють кінематичні пари, наприклад циліндри або поршні, мають можливість обертового руху по колу, концентричному циліндричній порожнині, а другі елементи, наприклад поршні або циліндри, відповідно, мають можливість обертового руху по траєкторії, що задається поводками і їх напрямними, наприклад буртиками, пазами, канавками, виконаними в корпусі (основі) і бічній кришці або в бічних кришках, яка відрізняється тим, що поводок і палець поршня або циліндра, відповідно, виконані як одне ціле (однією деталлю або складальною одиницею) і всі поводки встановлені в одній площині і в одних напрямних з можливістю кругового обертання в них і провертання в них на певний кут один відносно одного, при цьому центри траєкторій обертання циліндрів і поршнів, при необхідності, можуть бути зміщені один відносно одного на певну відстань - ексцентриситет машини. 2. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що другий елемент, наприклад поршень або циліндр, відповідно, зі своїм пальцем і поводок виконані як 2 (19) 1 3 86822 4 них пар "циліндр-поршень" і їхніх пальців-поводків один відносно одного залежить від кількості кінематичних пар, зі збільшенням числа яких зменшується кут. 10. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що другий з елементів кінематичної пари, наприклад поршень або циліндр, відповідно, має шток, установлений у відповідних напрямних його поступального руху, які влаштовані в роторі (блоці циліндрів). 11. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що в напрямних і в бандажі ротора виконані канали (отвори) для проходження мастила. 12. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що торцева поверхня ущільнення робочої камери між корпусом і ротором з боку корпуса, наприклад ущільнюючого кільця, виконана по радіусу кривизни поверхні циліндричної порожнини корпуса, а під ущільненням, що перебуває у відповідних пазах ротора, при необхідності, можуть бути встановлені пружини-експандери. 13. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що ущільнення між корпусом і ротором, наприклад ущільнюючі кільця, що перебувають у пазах ротора, виконані з матеріалу на основі графіту (вугільно-графітна основа). 14. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що по двох торцевих краях бандажа ротора по його периметру у відповідних його пазах (канавках) установлені кругові ущільнення (наприклад, кільця з розрізом або півкільця), зовнішній діаметр яких перевищує внутрішній робочий діаметр циліндричної порожнини корпуса. 15. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що по периметру внутрішньої обичайки корпуса встановлені уловлювачі надлишків мастила, наприклад, у процесі впуску горючої суміші або свіжого повітря. 16. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що підведення горючої суміші або свіжого повітря до робочої камери циліндра здійснюється по декількох впускних вікнах, установлених одне за одним на відповідних ділянках корпуса (циліндричної порожнини корпуса), і при цьому крізь перші вікна надходить тільки повітря для продувки робочої камери, а крізь останні вікна надходить горюча суміш або повітря для подальшого стиску в камері циліндра. 17. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що відвід відпрацьованих газів і продувного повітря з робочої камери циліндра здійснюється крізь декілька випускних вікон, установлених одне за одним на відповідних ділянках корпуса (циліндричної порожнини корпуса), і при цьому крізь перші вікна відводяться тільки відпрацьовані гази, а крізь останні вікна відводяться відпрацьовані гази, що залишилися, і продувне повітря після продувки робочої камери. 18. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що в корпусі встановлено один або декілька порогів зрушення (заглибленння в пазах ротора) ущільнень камери робочого циліндра між корпусом і ротором із пружинами-експандерами або без них. 19. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що бічні стінки (диски) ротора безпосередньо біля бандажа мають щілини відводу охолоджуючого мастила з ротора в корпус машини й далі в систему змащення й охолодження. 20. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що між корпусом і ротором є порожнина з охолоджуючою циліндри ротора рідиною, наприклад з водою, і ротор обертається в ущільненнях-сальниках, установлених між корпусом і ротором. 21. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що в роторі циліндр і поршень установлені радіально або паралельно зі зсувом відносно радіуса ротора або під певним кутом до радіуса ротора. 22. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що в корпусі передбачені перепускні вибірки розширення робочих зон впускного й випускного вікон і кращої (більш повної) продувки камери робочого циліндра. 23. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що поршневі кільця, при паралельній або кутовій установці циліндра в роторі, установлені в поршні, при необхідності, під певним кутом до осі поршня. 24. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що стягуючі корпус і бічні кришки болти або шпильки мають буртики, робоча поверхня яких при установці знаходиться на одному рівні (розташована урівень) з поверхнею установки ущільнення, наприклад ущільнюючої шайби. 25. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що між корпусом і ротором перебуває ущільнення у вигляді двох пластин, установлених у відповідних пазах бандажа ротора перед робочим циліндром і після робочого циліндра по ходу обертання ротора (у напрямку обертання ротора), у яких (пластинах) є суцільні ділянки, перекриваючі поглиблення під свічу запалювання або паливоуприскуючу форсунку, виконане в циліндричній порожнині корпуса, а під пластинами, при необхідності, можуть бути встановлені пружини-експандери. 26. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що поводок має втулки, установлені в напрямних його руху з можливістю вільно обертатися навколо поводка й котитися в напрямних. 27. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що роль маховика в машині виконує обойма ротора. 28. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що робочі поверхні деталей, які труться, наприклад ущільнюючих кілець, півкілець, циліндричної порожнини корпуса й подібних, покриті хромом або молібденом. Винахід відноситься до машинобудування, зокрема, до виробництва двигунів та до конструкції роторно-поршневого двигуна. Технічним рішенням, обраним як прототип, є роторно-поршнева машина Ярошенка Ед. Вас. [8]. [Патент України на винахід №32535 від 19.02.93.]. 5 Роторно-поршнева машина, переважно роторно-поршневий двигун внутрішнього згорання, щонайменше з однією секцією, являє собою нерухомий корпус із циліндричною порожниною, у якій із зазором концентрично встановлений ротор з вихідним валом. По торцях корпуса перебувають його бічні кришки. Ротор являє собою круглу обоймублок з установленими циліндрами. Вихідний вал перебуває в підшипниках, які встановлені в кришці корпуса. Між внутрішньою циліндричною поверхнею корпуса й зовнішньою поверхнею ротора є ущільнення, установлені в канавках обойми-блока ротора безпосередньо біля торців циліндрів. У циліндрах установлені поршні, що містять поршневі пальці, які через прорізи в циліндрах і в дисках виходять за межі циліндрів і дисків і входять у направляючі, які виконані в стінках корпуса (основи) і бічній кришці або в бічних кришках корпуса. Направляючі задають траєкторію руху пальців і, отже, поршнів. У поршнях установлені ущільнення, виконані у вигляді поршневих кілець. Корпус, його кришки і їхні ущільнення скріплені між собою болтовими або шпильковими з'єднаннями. У корпусі виконане впускне вікно для впуску горючої суміші або повітря й випускне вікно для відводу газів, що відпрацювали. У корпусі також установлена свіча запалювання робочої суміші або паливоуприскуюча форсунка. Робоча камера обмежена корпусом, циліндром, поршнем і їхніми ущільненнями. Недоліками двигуна-прототипу є малий крутячий момент і недостатня потужність через: - мале плече прикладання крутячої сили; - не повне використання сили згорання палива; - недостатнє використання габаритного розміру двигуна для розміщення збільшених або додаткових робочих камер; - складність, громіздкість й підвищену масу поводкового механізму й ротора; В основу винаходу поставлене завдання вдосконалення роторно-поршневої машини шляхом: 1) виконання пальця поршня й повідка однією деталлю або однією складальною одиницею; 2) установки додаткових впускних і випускних вікон; 3) створення збільшених або додаткових робочих камер; 4) спрощення конструкції поводкового механізму й ротора. І, таким чином, забезпечити: - зменшення матеріалоємності й трудомісткості виготовлення; - підвищення компактності; - збільшення літрової потужності; - збільшення частки корисного використання габаритного об'єму; - збільшення надійності роторно-поршневої машини. - спрощення конструкції. Поставлене завдання вирішується тим, що в роторно-поршневій машині, переважно в роторнопоршневому двигуні внутрішнього згорання, що 86822 6 найменше з однією секцією, що містить корпус зі свічею запалювання або з паливоуприскуючою форсункою, з бічною кришкою, із впускним і випускним вікнами й із циліндричною порожниною, у якій є вихідний вал, пов'язаний з ротором, спорядженим пальцями, циліндрами й поршнями, що створюють кінематичні пари «циліндр - поршень» і мають можливість обертового руху по різних траєкторіях у циліндричній порожнині й зворотнопоступального руху друг щодо друга, а також робочі камери і їхні ущільнення, установлені між корпусом і ротором і ще між циліндром і поршнем, при цьому одні з елементів, що становлять кінематичні пари, наприклад, циліндри або поршні, мають можливість обертового руху по колу концентричному циліндричній порожнині, а другі елементи, наприклад, поршні або циліндри, відповідно, мають можливість обертового руху по траєкторії, що задається поводками і їх направляючими, наприклад, буртиками, пазами, канавками, виконаними в корпусі (основі) і бічній кришці, або в бічних кришках, відповідно до винаходу, поводок і палець поршня або циліндра, відповідно, виконані як одне ціле (однією деталлю або однією складальною одиницею) і всі поводки встановлені в одній площині і в одних направляючих з можливістю кругового обертання в них і провертання в них на певний кут друг щодо друга, при цьому центри траєкторій обертання циліндрів і поршнів, при необхідності, можуть бути зміщені друг щодо друга на певну відстань - ексцентриситет машини. Крім вищевказаних основних істотних ознак, є додаткові альтернативні істотні ознаки, які характеризують винахід в окремих випадках. Другий елемент, наприклад, поршень або циліндр, відповідно, зі своїм пальцем і поводком виконані як одне ціле (однієї Т-подібною деталлю або складальною одиницею). Направляючі траєкторій руху других елементів кінематичної пари, наприклад, поршнів або циліндрів, відповідно, виконані у вигляді еліпса й у машині організований чотиритактний робочий цикл за один оберт вихідного вала й ротора. Направляючі траєкторій руху других елементів кінематичної пари, наприклад, поршнів або циліндрів, відповідно, виконані у вигляді округленого трикутника й у машині організований шеститактний робочий цикл за один оберт вихідного вала й ротора. Різна кількість тактів машини (від двох тактів і більше) за один або декілька обертів вихідного вала й ротора можлива при застосуванні відповідних різних траєкторій руху других елементів, наприклад, поршнів або циліндрів, відповідно, що задаються направляючими, виконаними у вигляді округлених багатокутників з різною, відповідно, кількістю сторін. Можлива різна тривалість у часі різних процесів робочого циклу машини за один або декілька обертів вихідного вала й ротора при застосуванні відповідних різних траєкторій руху других елементів, наприклад, поршнів або циліндрів, відповідно, що задаються направляючими, виконаними у вигляді неправильних еліпсів або округлених непра 7 вильних багатокутників (зі сторонами різної, відповідно, довжини або величини). Направляючі через пальці-поводки задають рух других елементів кінематичної пари по круговій траєкторії, наприклад, у вигляді кола, правильного або неправильного еліпса, округленого правильного або неправильного багатокутника та ін., центр кривизни якої не збігається з віссю обертання вихідного вала й ротора. Траєкторії руху циліндрів і поршнів, наприклад, коло і еліпс, відповідно, мають загальний центр, а плече прикладання крутячої сили утворюється за рахунок кривизни траєкторії одного з елементів кінематичної пари. Кут провертання сусідніх других елементів кінематичних пар «циліндр-поршень» і їхніх пальцівповодків друг щодо друга залежить від кількості кінематичних пар, зі збільшенням числа яких зменшується кут. Другий з елементів кінематичної пари, наприклад, поршень або циліндр, відповідно, має шток, установлений у відповідних направляючих його поступальний рух, які влаштовані в роторі (блоці циліндрів). У направляючих і в бандажі ротора виконані канали (отвори) для проходження мастила. Торцева поверхня ущільнення робочої камери між корпусом і ротором з боку корпуса, наприклад, ущільнюючого кільця, виконана по радіусу кривизни поверхні циліндричної порожнини корпуса, а під ущільненням, що перебуває у відповідних пазах ротора, при необхідності, можуть бути встановлені пружини-експандери. Ущільнення між корпусом і ротором, наприклад, ущільнюючі кільця, що перебувають у пазах ротора, виконані з матеріалу на основі графіту (вугільно-графітна основа). По двох торцевих краях бандажа ротора по його периметру у відповідних його пазах (канавках) установлені кругові ущільнення, наприклад, кільця з розрізом або півкільця, зовнішній діаметр яких трохи більший внутрішнього робочого діаметра циліндричної порожнини корпуса. По периметру внутрішньої обичайки корпуса встановлені уловлювачі надлишок мастила, наприклад, у процесі впуску горючої суміші або свіжого повітря. Підведення горючої суміші або свіжого повітря здійснюється по декількох впускних вікнах, установлених один за одним на відповідних ділянках корпуса (циліндричної порожнини корпуса) і при цьому по перших вікнах надходить тільки повітря для продувки робочої камери циліндра, а по останніх вікнах надходить горюча суміш або повітря для їхнього подальшого стиску в камері циліндра. Відвід відпрацьованих газів і продувного повітря здійснюється по декількох випускних вікнах, установлених один за одним на відповідних ділянках корпуса (циліндричної порожнини корпуса) і при цьому по перших вікнах відводяться тільки відпрацьовані гази, а по останніх вікнах відводяться відпрацьовані гази, що залишилися, і продувне повітря після продувки робочої камери. 86822 8 У корпусі встановлено один або декілька порогів зрушення (утопления в пазах ротора) ущільнень камери робочого циліндра між корпусом і ротором із пружинами-експандерами або без них. Бічні стінки (диски) ротора безпосередньо біля бандажа ротора мають щілини відводу охолоджуючого мастила з ротора в корпус машини й далі в систему змащення й охолодження. Між корпусом і ротором є порожнина з охолоджуючою циліндри ротора рідиною, наприклад, з водою, і ротор обертається в ущільненняхсальниках, установлених між корпусом і ротором. У роторі циліндр і поршень установлені радіально або паралельно зі зсувом щодо радіуса ротора, або під певним кутом до радіуса ротора.. У корпусі передбачені перепускні вибірки розширення робочих зон впускного й випускного вікон і кращої (більш повної) продувки камери робочого циліндра. Поршневі кільця, при паралельній або кутовій установці циліндра в роторі, установлені в поршні, при необхідності, під певним кутом до осі поршня. Стягуючі корпус і бічні кришки болти або шпильки мають буртики, робочі поверхні яких при установці знаходяться на одному рівні (розташовані урівень) з поверхнями установки ущільнень, наприклад, ущільнюючих шайб. Між корпусом та ротором виконане ущільнення у вигляді двох пластин, установлених у відповідних пазах бандажа ротора перед робочим циліндром та після робочого циліндра, по ходу обертання ротора (в напрямку обертання ротора). Робочі поверхні, які труться, пластин виконані по радіусу кривизни поверхні циліндричної порожнини корпуса. В пластинах є суцільні ділянки перекриваючі поглиблення під свічу запалювання або під паливоуприскуючу форсунку, виконане в циліндричній порожнині корпуса. Під пластинами, при необхідності, можуть бути розміщені пружиниекспандери. Поводок має втулки, установлені в направляючих його рух з можливістю вільно обертатися навколо поводка й котитися в направляючих. Роль маховика у двигуні виконує обойма (блок циліндрів) ротора, як найбільш массивна деталь, що обертається. Робочі поверхні деталей, які труться, наприклад, ущільнюючих кілець та напівкілець, циліндричної порожнини корпуса тощо, покриті твердим хромом або молібденом. Всі вищевказані істотні ознаки знаходяться в причинно-наслідковому зв'язку з досягнутим технічним результатом. Новими технічними властивостями (технічним результатом) роторно-поршневої машини є: - зменшення маси й габаритних розмірів, підвищення компактності й спрощення конструкції, що відбуваються через установку не матеріалоємних, легких і малогабаритних поводків і направляючих рухів циліндрів або поршнів; - зменшення вартості завдяки зменшенню трудомісткості й простоті технології виготовлення; - збільшення потужності за рахунок збільшення частки корисного використання габаритного об'єму; 9 - збільшення літрової потужності через збільшення кількості циклів «робочий хід» і числа обертів вихідного вала; - підвищення надійності завдяки застосуванню простих по конструкції пальців-поводків і направляючих рухів циліндрів або поршнів. Винахід пояснюється кресленнями, на яких представлені: Фіг.1. - поперечний розріз роторно-поршневого двотактного чотирициліндрового двигуна з Тподібним центральним поводковим механізмом /для опису до БИ/; Фіг.2. - поперечний розріз роторно-поршневого двотактного чотирициліндрового двигуна з Тподібним паралельним повідковим механізмом /для опису до БИ/; Фіг.3. - поперечний розріз роторно-поршневого двотактного чотирициліндрового двигуна з Тподібним кутовим повідковим механізмом /для опису до БИ/; Фіг.4. - поздовжній розріз роторно-поршневого двотактного чотирициліндрового двигуна з Тподібним поводковим механізмом /для опису до БИ/; Фіг.5. - установка порога; Фіг.6. - схема ротора чотиритактного двигуна; Фіг.7. - схема ротора з направляючими штоків поршнів, що рухаються по округленому трикутнику, шеститактного двигуна; Фіг.8. - схема ротора з направляючими штоків поршнів двохтактного двигуна; Фіг.9. - установка ущільнення шпильки; Фіг.10. - установка ущільнень у роторі між корпусом і ротором. Далі описані конструктивні варіанти виконання пропонованого двигуна (карбюраторного або дизельного типу). Види виконання деяких різних варіантів двигунів показані на Фіг.1, 2, 3 і 4. Розглянемо варіант роторно-поршневого двотактного чотирициліндрового двигуна внутрішнього згорання (карбюраторного або дизельного типу) з кутовим Т- подібним (пальцеподібним) поводковим механізмом (див. Фіг.3 і 4). Двигун містить корпус 1 із циліндричною порожниною 2, у якій з певним зазором А концентрично встановлений ротор 3 з вихідним валом 4 відбору потужності. Корпус 1 містить у собі концентрично розташовані обичайки 5 і 6, між якими встановлені розпірки 7 з рядом отворів у них для проходження охолоджуючої рідини. По торцях корпуса перебувають основа (бічна кришка) 8 і бічна кришка 9. Обичайки корпуса, основа й кришка спільно утворюють порожнини 10 для охолоджуючої рідини, наприклад, води, що подається у двигун через штуцер 11, а потім виходить із двигуна через штуцер 12. У корпусі перебувають також для впуску горючої суміші або повітря впускні вікна 13 і випускні вікна 14 для видалення з камери 15 робочого циліндра 16 відпрацьованих газів. Ротор 2 являє собою обойму (блок циліндрів) 17 з установленими циліндрами 16. Циліндри можуть установлюватися в роторі радіально (див. 86822 10 Фіг.1), паралельно зі зсувом щодо радіуса ротора (див. Фіг.2) або під певним кутом до радіуса ротора (див. Фіг.3). Вал 4 установлений у кришках 8 і 9 на підшипниках ковзання 18, 19 і 20. На валу є кулачок 21, що кінематично з'єднаний зі штоком 22 для приведення в дію механізму зі свічею 23 запалювання (для двигуна карбюраторного типу) або подачі палива через форсунку 23 у камеру 15 робочого циліндра (для двигуна дизельного типу). Між корпусом і ротором, безпосередньо біля торців циліндрів з боку корпуса, перебувають ущільнення 24 і 25, виконані у вигляді кілець із торцевою циліндричною поверхнею з боку циліндричної порожнини корпуса, які встановлені в пазах обойми 17 ротора. У нашому варіанті виготовлення двигуна циліндри 16 скріплені між собою в обойму 17 за допомогою двох дисків 26 і бандажа 27. У циліндрах перебувають поршні 28 з ущільнюючими поршневими кільцями 29 і поршневими пальцями 30. Поршневий палець виконаний як одне ціле (однією деталлю або складальною одиницею) з поводком 31, що встановлений у направляючих 55 його рух, виконаних у бічних кришках 8 і 9. Можливий варіант, коли поршень, поршневий палець і поводок виконані як одне ціле (однієї Т- подібною деталлю або складальною одиницею). Поводки 31 мають можливість обертання по направляючим 55 і провертання по направляючим друг щодо друга на певний кут. Направляючі й поводки задають траєкторію руху пальців і, отже, поршнів у вигляді кола, центр якого зміщений на певну відстань - ексцентриситет Е (є) двигуна щодо осі вихідного вала й ротора. Між корпусом, основою й кришкою встановлені ущільнення 37 і 38 у вигляді кільцевих прокладок. Корпус, основа, кришка й ущільнення скріплені між собою шпильковими з'єднаннями 39. Камера 15 робочого циліндра обмежена корпусом 1, циліндром 16, поршнем 28 з поршневими кільцями 29 і ущільненнями 24 і 25. Сама верхня частина камери є камерою 41 згорання (простір над поршнем при положенні поршня у верхній точці (ВТ) циліндра). З метою продовження часу на випуск відпрацьованих газів, продувку циліндра й впуск свіжого повітря, у двигуні передбачені перепускні вибірки 42 впускного вікна й 43 випускного вікна, виконані у внутрішній обичайці 5 корпуса. Проти пригорання ущільнюючих кілець 24 і 25 служить поріг 44 і його експандер 45 (див. Фіг.5). Поріг утоплює у пазах ротора ущільнюючі кільця щораз, коли вони перебувають під його впливом у нижній точці (НТ) циліндричної порожнини корпуса й цим сприяє руху кілець у пазах ротора й усуває їхнє пригорання. В основі (кришці) 8 установлений штуцер 48 для підведення мастила й штуцер 49 для відводу мастила із двигуна. Роль маховика у двигуні виконує обойма (блок циліндрів) 17 ротора 2, як найбільш массивна деталь, що обертається. Робочі поверхні деталей, які труться, наприклад, ущільнюючих кілець 24 і 25, півкілець 61, 11 циліндричної порожнини 2 корпуса й т.п., покриті твердим хромом або молібденом. Розглянемо роторно-поршневий двотактний чотирициліндровий двигун внутрішнього згорання (карбюраторного або дизельного типу) з кутовим Т- подібним (пальцеподібним) поводковим механізмом у дії. При обертанні вала 4, обертається ротор 3 і, отже, обертається обойма 17 із циліндрами 16 і поршнями 28 з пальцями 30, які перебувають у циліндрах, і поводками 31, установленими в направляючих 55. При цьому обойма з жорстко установленими циліндрами обертається по колу навколо центра О, а поршні з пальцями й поводками в зборі обертаються по своєму колу навколо центра А. Центри О и А перебувають на відстані Е (є) друг від друга. Одночасно поршні 28 переміщаються в циліндрах 16. При обертанні ротора, ущільнюючі кільця 24 і 25, під дією виникаючих при цьому відцентрових сил, щільно притискуються до поверхні циліндричної порожнини корпуса. Почнемо з моменту подачі горючої суміші або свіжого повітря в камеру 15 робочого циліндра двигуна. Розглянутий циліндр перебуває в нижній точці циліндричної порожнини корпуса. Один з поводків 31, що перебуває в направляючих 55, і його палець 30 переміщають по колу поршень 28, а в циліндрі 16 переміщають його від нижньої точки циліндра до верхньої точки циліндра (нагору). Через впускне вікно 73 у замкнутий простір робочу камеру 15 з карбюратора подається горюча суміш (для двигуна карбюраторного типу) або з нагнітача під певним тиском надходить свіже повітря (для двигуна дизельного типу). При подальшому обертанні вихідного вала 4 і ротора 3, впускне вікно 13 і його вибірка 42 закриваються обоймою 17 (бандажем 27) ротора й тут робоча суміш, що утворилася в двигуні карбюраторного типу, або повітря, що надійшло в робочу камеру 15 двигуна дизельного типу, стискуються. Температура повітря в робочій камері двигуна дизельного типу різко підвищується. При досягненні поршнем верхньої точки циліндра, відбувається запалювання робочої суміші за допомогою свічі 23 запалювання (для двигуна карбюраторного типу) або відбувається уприскування палива через форсунку 23 (для двигуна дизельного типу) і їхнє запалення. Робоча суміш запалюється від електричної іскри, а паливо запалюється від високої температури стисненого повітря. Під дією тиску, що утворилися при цьому газів, поршень обертається в направляючих по колу й одночасно переміщається в циліндрі до нижньої точки циліндра (униз). Він за допомогою пальця й поводка, діючи на стінку циліндра, обертає ротор, роблячи при цьому корисну роботу. При подальшому обертанні вала з ротором, обсяг камери робочого циліндра збільшується, а тиск газів у ній зменшується. Камера 15 робочого циліндра підводиться до випускного вікна 14 і його вибірки 43. Відпрацьовані гази видаляються із двигуна. Завдяки перепускним вибіркам 42 і 43, що розширюють робочу зону впускних і випускних вікон, відбуваються з'єднання зазначених вікон 86822 12 через камеру 15 і продувка камери робочого циліндра горючою сумішшю (для двигуна карбюраторного типу) або повітрям (для двигуна дизельного типу), що надійшли із впускного вікна. Обертаючись далі, ротор своєю обоймою 17 (бандажем 27) перекриває випускне вікно 14 і камера 15 підводиться безпосередньо до впускного вікна 13. Процес безупинно повторюється, чим забезпечується робота двигуна й одержання на його вихідному валу відбору потужності необхідного зусилля. Розглянемо основні й додаткові істотні ознаки винаходу більш детально, стосовно до варіанта виконання машини. Пропонована роторно-поршнева машина, переважно роторно-поршневий двигун внутрішнього згорання, щонайменше з однією секцією, має загальні із прототипом відомі ознаки, а саме: містить корпус 1 (включаючий основу 8) зі свічею запалювання 23 або з паливоуприскуючою форсункою 23, з бічною кришкою 9, із впускним 13 і випускним 14 вікнами й із циліндричною порожниною 2. У циліндричній порожнині 2 є вихідний вал 4 відбору потужності, на якому жорстко встановлений ротор 3. Ротор оснащений 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 поступально друг щодо друга. Корпус 1, циліндр 16 і поршень 28 утворять замкнутий простір -робочу камеру 15 циліндра. Між корпусом 1 і ротором 3 установлені ущільнення 24 і 25, а між циліндром 16 і поршнем 28 установлені ущільнюючі поршневі кільця 29 робочої камери 15, при цьому одні з елементів, що створюють кінематичні пари, циліндри 16 обертаються по колу концентричному циліндричній порожнині 2, а другі елементи - поршні 28 обертаються по траєкторії, що задається поводками 31 і їх направляючими 55, виконаними в основі 8 корпуса 1 і в бічній кришці 9 у вигляді буртиків і пазів. Пропонована роторно-поршнева машина має нові ознаки, які відрізняють заявлений об'єкт винаходу від прототипу, а саме: Поводок і палець поршня виконані як одне ціле (однією деталлю або складальною одиницею) і всі поводки 31 поршнів 28 установлені в одній площині і в одних направляючих 55 з можливістю кругового обертання в них і провертання в них на певний кут друг щодо друга, при цьому центри траєкторій обертання циліндрів 16 і поршнів 28, при необхідності, можуть бути зміщені друг щодо друга на певну відстань Е(е) - ексцентриситет двигуна. Тут можливий варіант, коли поршень 28, поршневий палець 30 і поводок 31 виконані як одне ціле (однієї Т-подібною деталлю або складальною одиницею). Направляючі 55 траєкторії руху поршня виконані по еліпсу й у двигуні організований чотиритактний робочий цикл при одному оберті вихідного вала й ротора (див. Фіг.6). З метою кращого (повного) очищення (продувки) повітрям робочої камери циліндра від відпрацьованих горючих газів і створення тиску в камері нагнітача повітря, у двигуні виконуються додаткові 13 такти впуску свіжого повітря, а потім випуску (нагнітання) повітря в нагнітач. При цьому направляючі 55 траєкторії руху поршня 28 виконані у вигляді округленого трикутника і у двигуні організований шеститактний робочий цикл за один оберт вихідного вала й ротора (див. Фіг.7). Різна кількість тактів двигуна (від двох тактів і більше) при одному оберті вихідного вала й ротора можлива при застосуванні різних траєкторій руху других елементів, наприклад, поршня або циліндра, відповідно, що задаються направляючими, виконаними у вигляді округлених багатокутників з різною, відповідно, кількістю сторін (див. Фіг.6 і 7). Можлива різна тривалість у часі різних процесів робочого циклу машини за один оберт вихідного вала й ротора при застосуванні відповідних різних траєкторій руху других елементів, наприклад, поршнів або циліндрів, відповідно, що задаються направляючими, виконаними у вигляді неправильних еліпсів або округлених неправильних багатокутників (зі сторонами різної, відповідно, довжини або величини). Направляючі 55 через пальці-поводки задають рух других елементів, наприклад, поршнів або циліндрів, відповідно, по круговій траєкторії, наприклад, у вигляді кола, правильного або неправильного еліпса, округленого правильного або неправильного багатокутника та ін., центр кривизни якої не збігається з віссю обертання вихідного вала й ротора (див. Фіг.1-4). Траєкторії руху циліндра й поршня можуть мати загальний центр обертання, а плече прикладання крутячої сили утворюється за рахунок кривизни траєкторії одного з елементів кінематичної пари «циліндр-поршень» (див. Фіг.6). Кут провертання сусідніх других елементів кінематичних пар «циліндр-поршень» і їхніх пальцівповодків друг щодо друга залежить від кількості кінематичних пар, зі збільшенням числа яких зменшується кут. Чим більше пар, тим менший кут. З метою зменшення тертя поршня об стінки циліндра, другий елемент кінематичної пари, наприклад, поршень або циліндр, відповідно, має шток, установлений у відповідних направляючих його поступальний рух, які влаштовані в роторі (див. Фіг.8). У направляючих 55 і в бандажі 27 ротора виконані канали (отвори) 56 та 57, відповідно, для проходження мастила. Ущільнення 24 і 25 робочої камери 15 між корпусом 1 і ротором 3, з метою кращого прилягання й ущільнення, виконані з боку корпуса по радіусу кривизни поверхні циліндричної порожнини 2 корпуса й перебувають у відповідних пазах (канавках), виконаних у бандажі ротора з боку корпуса, а під ущільненнями в пазах ротора, при необхідності, можуть бути встановлені пружини-експандери. Ущільнюючі кільця 24 і 25 між корпусом 1 і ротором 3, що перебувають у пазах ротора, з метою кращих прилягання й ущільнення й більшої зносостійкості, виконані з матеріалу на основі графіту (вугільно-графітна основа). По двох торцевих краях бандажа 27 ротора 3 по його периметру у відповідних його пазах (кана 86822 14 вках) установлені кругові ущільнення 61, наприклад, кільця з розрізом або півкільця, зовнішній діаметр яких трохи більший внутрішнього робочого діаметра циліндричної порожнини 2 корпуса. По периметру внутрішньої обичайки 5 корпуса встановлений уловлювач 58 надлишків мастила, наприклад, у процесі впуску горючої суміші або свіжого повітря. З метою кращої продувки й наповнення робочої камери 15 циліндра, підведення горючої суміші (для двигуна карбюраторного типу) або свіжого повітря (для двигуна дизельного типу) здійснюється по декількох впускних вікнах 13, установлених один за одним на відповідних ділянках корпуса 1 (циліндричної порожнини 2). При цьому по перших вікнах надходить тільки повітря для продувки камери, а по останніх надходить горюча суміш (для двигуна карбюраторного типу) або повітря (для двигуна дизельного типу) для їхнього наступного стиску в камері 15 циліндра. Відвід відпрацьованих газів або продувного повітря також здійснюється по декількох випускних вікнах, установлених один за одним на відповідних ділянках корпуса (циліндричної порожнини 2). При цьому по перших вікнах виводяться тільки відпрацьовані гази, а по останніх виводяться відпрацьовані гази, що залишилися, і повітря після продувки робочої камери. У корпусі встановлено один або декілька порогів 44 для зрушення (утопления в пазах ротора) ущільнень 24 і 25 камери робочого циліндра між корпусом і ротором; із плоскими пружинамиекспандерами 45 або без них, що усуває пригорання ущільнень у пазах ротора (див. Фіг.5). Бічні стінки (диски) 26 ротора 3 мають щілини 59 безпосередньо біля бандажа 27 ротора для кращого відводу охолоджуючого мастила в корпус 1 двигуна й далі в систему змащення й охолодження. Між корпусом 1 і ротором 3 є порожнина 50 з охолоджуючою рідиною, наприклад, з водою, і ротор обертається в сальниках 51 і 52, установлених між корпусом і ротором. У роторі 3 циліндр 17 і поршень 28 установлені до радіуса ротора під певним кутом, максимальна величина якого залежить від кривизни траєкторій їхнього руху, збільшуючи при цьому плече прикладання крутячої сили. Передбачено перепускні вибірки 42 і 43, виконані у внутрішній обичайці 5 корпуса для розширення робочих зон впускного й випускного вікон і кращої (більш повної) продувки камери робочого циліндра. Для зменшення габаритних розмірів ротора 3 і, відповідно, двигуна, при установці циліндра 16 паралельно або під кутом до радіуса ротора, поршневі кільця 29 поршня 28 у циліндрі, при необхідності, установлені під певним кутом до осі поршня. З метою надійного (гарантованого) притиснення ущільнення, що сприяє герметичності внутрішньої порожнини машини, болти або шпильки 39, які стягують корпус і бічні кришки, мають буртики, робоча поверхня яких при установці знаходиться на одному рівні (розташована урівень) з поверх 15 нями установки ущільнень, наприклад, ущільнюючих шайб (див. Фіг.9). З метою недопущення самовільної продувки камери робочого циліндра в процесі стиснення робочої суміші (для двигуна карбюраторного типу) або повітря (для двигуна дизельного типу), а потім запалювання та займання робочої суміші або уприска та займання палива, тобто довільного витікання спочатку стиснутої робочої суміші або стиснутого повітря, а потім створених горючих газів, що веде за собою зменшення тиску в робочій камері циліндра, між корпусом 1 та ротором 3 виконане ущільнення у вигляді двох пластин 60, установлених у відповідних пазах бандажа 27 ротора перед робочим циліндром 16 та після робочого циліндра по ходу обертання ротора (в напрямку обертання ротора). Робочі поверхні, які труться, пластин виконані по радіусу кривизни поверхні циліндричної порожнини корпуса. В пластинах знаходяться суцільні ділянки перекриваючі поглиблення під свічу 23 запалювання або під паливоуприскуючу форсунку 23, виконане в циліндричній порожнині корпуса. Пластини перекривають поглиблення під час його проходження торцями (кромками) циліндра (див. Фіг.10). Під пластинами, при необхідності, можуть бути розміщені пружиниекспандери. Для зменшення тертя й підвищення потужності двигуна, поводок 31 має втулки 53, установлені в направляючих 55 його рух з можливістю вільно обертатися навколо поводка й котитися в направляючих (див. Фіг.4). Роль маховика у двигуні виконує обойма (блок циліндрів) 17 ротора 3, як найбільш масивна деталь, що обертається. 86822 16 Робочі поверхні, які труться, деталей, наприклад, ущільнюючих кілець 24 і 25, півкілець 61, циліндричної порожнини 2 корпуса й т.п., покриті твердим хромом або молібденом. Наслідком нових технічних властивостей (технічного результату) роторно-поршневої машини є її нові споживчі властивості, а саме: -підвищення компактності; - спрощення конструкції; - зменшення вартості; - збільшення крутячого моменту; - збільшення потужності роторно-поршневої машини. 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 СВ. Автомобильные роторно-поршневые двигатели. «Машгиз». 1964. 8. Ярошенко Е.В. Роторно-поршнева машина Ярошенка Ед. Вас. Патент України на винахід №32535, кл. 7 F 02 В 53/00, 57/00, 1993 (прототип). 17 86822 18 19 86822 20 21 86822 22 23 86822 24 25 86822 26 27 86822 28 29 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 86822 Підписне 30 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601